2024年神经科学中的分子监测技术

监测分子技术在神经科学中的应用进展与设备创新

　　

这期《ACS Chemical Neuroscience》的特刊名为“2024年神经科学中的分子监测”，专门介绍了2024年5月在北卡罗来纳州教堂山举行的第19届神经科学分子监测会议（MMiN）。该会议是由国际神经科学分子监测学会（International Society for Monitoring Molecules in Neuroscience）举办的年度盛会，旨在探讨用于研究大脑中分子的技术和方法。自会议以来，美国的科学研究领域发生了显著变化。然而，国际神经科学分子监测学会依然是一个充满活力的学术社区，在这里，科学家们凭借好奇心和严谨的态度不断推动神经化学测量的前沿发展。第19届MMiN会议展示了多种在脑健康与疾病、药理学及行为研究领域具有广泛应用的前沿技术。本期特刊重点介绍了会议中讨论的核心议题，包括用于活体组织直接化学测量的新传感策略，以及这些策略如何帮助我们深入了解神经回路的功能。

本期中的“观点”、“展望”、“研究文章”和“综述”涵盖了多种专注于脑组织分子监测的技术和方法。例如，质谱分析方法（参见< />和的研究）、用于研究大鼠脑肽组的方法（参见的研究），以及使用新型示踪剂对CaMKIIα活性中心进行PET成像的技术（参见的研究）。此外，多项快速扫描循环伏安法（FSCV）的研究也展示了该方法的广泛应用，包括在淋巴结（参见的研究）、斑马鱼（参见的研究）和啮齿动物（参见和的研究）中的应用，还有FSCV新型参比电极的研制（参见的研究）。

本期特刊中的多篇文章聚焦于多巴胺的测量，包括其基础水平及其快速释放和再摄取的动力学过程，这些内容与药物滥用和成瘾研究密切相关。例如，的研究探讨了SK609这种新型G蛋白偏向性多巴胺受体3（D3R）激动剂对多巴胺转运蛋白（DAT）表达和功能的影响，并将其与大鼠的可卡因寻求行为联系起来，为治疗可卡因使用障碍提供了新的思路。另一项研究（）通过微透析采样技术发现，Triazole 1.1这种偏向G蛋白偶联信号传导的κ-阿片受体（KOR）激动剂能够增强吗啡的镇痛效果，且不会提高伏隔核中的多巴胺基础水平，这表明其可能作为一种减少药物剂量的治疗方法——若与吗啡联合使用，可降低阿片类药物滥用的风险。

本期还发表的其他研究也展示了微透析采样技术在神经化学研究中的应用。例如，的研究结合高分辨率微透析技术与无线微流控电化学传感平台，连续监测心脏骤停及复苏措施对猪模型中脑葡萄糖及其他关键神经化学物质的影响；的研究利用微透析和谷氨酰胺代谢标记技术，区分了来自神经元与星形胶质细胞的谷氨酸释放。

设备开发是MMiN会议的重要主题，这也体现在本期特刊中。例如，报道了一种集成氧化铱参比电极的多巴胺传感微电极阵列，该阵列具有高灵敏度和选择性，无需额外植入Ag/AgCl参比电极。介绍了用于监测非人类灵长类动物电活动和化学活动的“微侵入式”传感器，这些传感器在设计上旨在减少组织损伤，同时实现深层脑区的稳定长期记录。

光纤光度测量技术是目前研究的热点，本期特刊也讨论了相关方法学问题。基因编码生物传感器的表达存在差异，限制了跨个体比较实验数据的能力。讨论了使用z分数进行标准化和比较光纤光度测量所得自发性多巴胺信号的方法。同时进行光遗传学实验和光纤光度测量也可能面临挑战，因为光遗传学刺激产生的强光可能会使用于检测化学信号的光敏元件饱和。提出了一种多频率插值去干扰算法（μFIX），通过多频率锁相放大技术有效消除信号干扰。

总体而言，本期特刊汇集了多种方法、硬件和软件，为深入了解大脑提供了有力工具，有助于更好地理解、诊断和治疗大脑相关疾病。