阻断神经信号后24小时内自然恢复……突破光遗传学局限
有望应用于脑疾病研究及胰岛素分泌调控
韩国研究团队开发出新一代光控技术，仅需照射一次光线，即可阻断神经细胞间的信号传递，并在一天内恢复正常状态。该技术被评价为一种新型生物调控平台，不仅可用于脑神经回路研究，也可应用于糖尿病等代谢性疾病研究。
大邱庆北科学技术院6日表示，该院脑科学系Eom Jiwon教授团队与美国斯坦福大学Alice Ting教授团队联合开发了新概念光控平台“LATeNT”。研究成果于7月31日在线发表于生命科学领域国际学术期刊《Nature Methods》。
突触是神经细胞相互传递信息的连接部位。突触功能出现异常，可能引发抑郁症、焦虑障碍、自闭症谱系障碍等多种神经精神疾病。现有光遗传学技术虽然能有效调控神经细胞的电活动，但在长期抑制特定突触的信号传递后使其恢复原状方面仍存在局限。
一次弱蓝光照射即可阻断神经信号……一天内恢复
研究团队将可感知光线的LOV（光氧电压）蛋白与破伤风神经毒素结合，设计出LATeNT。该平台仅在接受蓝光照射时切割神经传递所必需的VAMP2（囊泡相关膜蛋白2），从而阻断突触信号。撤去光线后，神经传递功能可在约24小时内自然恢复。
研究团队通过小鼠实验暂时阻断了调节记忆与情绪的海马体中特定抑制性神经细胞信号，证实该类神经细胞在调控焦虑行为方面发挥关键作用。该技术还展现出比现有光遗传学技术更强且更持久的神经传递抑制效果。
DGIST脑科学系Eom Jiwon教授研究团队。前排左起为Eom Jiwon教授、Kim Donguk博士，后排左起为Jeon Yeonghyeon研究员、Kim Byeongchan博士生、Kim Hyeonho博士。DGIST供图
View original image研究团队还将LATeNT应用于胰腺β细胞，成功实现通过光线精准调控胰岛素分泌。研究人员预计，这项技术不仅可用于脑研究，还可广泛应用于代谢性疾病、免疫性疾病研究，以及基于合成生物学的基因回路设计等领域。
Eom教授表示：“LATeNT是一种能够按照时间和空间精准调控特定突触蛋白功能的新型分子工具。未来若与腺相关病毒基因递送技术或药物控制系统结合，有望发展为覆盖脑疾病、癌症、代谢性疾病及免疫性疾病的精准治疗平台。”
该研究在韩国科学技术信息通信部和韩国研究基金会支持下开展，No Heegwang博士与Kim Donguk博士共同担任第一作者。
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