新型工具CaST：追踪迷幻药对大脑神经元的影响

找药助理

932次浏览发布时间：2024-08-06 15:44:18

　　加州大学戴维斯分校的研究团队近日开发出一种名为CaST(Ca2+激活的Split-TurboID)的新型工具，用于追踪迷幻药对大脑神经元和生物分子的影响。这项研究成果发表在《自然方法》杂志上，为理解迷幻药在治疗精神疾病中的作用提供了新途径。

　　迷幻药与大脑治疗

　　近年来，迷幻药在治疗抑郁症、创伤后应激障碍和物质滥用等脑部疾病方面的潜力引起了广泛关注。LSD、DMT和裸盖菇素等迷幻化合物能够促进大脑前额叶皮层神经元的生长和连接强化。然而，追踪这些化合物在大脑中产生的具体分子信号一直是科学界的难题。CaST的出现为这一问题提供了新的解决方案。

　　CaST的工作原理

　　CaST是一种基于蛋白质的工具，通过细胞内钙离子浓度的变化来追踪神经元的活动。当神经元表现出高活性时，钙离子水平也会升高。CaST利用这一现象，通过一种称为生物素的小分子标记活跃的神经元。研究人员可以在短时间内完成细胞标记任务，仅需10到30分钟，而传统方法通常需要数小时。

　　实验过程与发现

　　在研究中，Kim和她的同事们给小鼠注射了裸盖菇素，然后使用CaST工具结合生物素标记前额皮质中钙含量增加的神经元。前额皮质是许多脑部疾病影响的区域，也是迷幻药促进神经元生长的关键部位。研究人员还监测了小鼠的头部抽搐反应，这是一种迷幻药引起的幻觉的行为指标。

　　CaST工具的优点在于可以用于自由活动的动物，而不需要稳定小鼠的头部进行成像。生物素作为标记底物的使用也非常便利，因为现有的商业工具可以通过简单的染色和成像方法检测生物素的存在。实验结果显示了裸盖菇素激活的前额叶皮层区域的详细“快照”，为迷幻药在大脑中的作用机制提供了直观的证据。

　　未来研究方向

　　Kim和她的团队目前正在探索使用CaST工具进行全脑细胞标记的方法，并试图丰富迷幻药影响下神经元产生的单个蛋白质特征。他们计划将这些样本送到加州大学戴维斯分校的蛋白质组学核心设施，以获取所有识别蛋白质的全面图像。这将有助于检查不同条件下(如接受裸盖菇素治疗、对照组或疾病模型)的蛋白质和基因表达差异，进一步阐明迷幻药对脑部疾病的细胞特征和治疗效果。

　　Kim表示，她有兴趣与迷幻药和神经治疗研究所的创始主任David Olson教授合作，比较迷幻药引起的神经活动与非致幻神经治疗药物引起的神经活动。通过这种合作，CaST工具有望成为研究神经治疗药物作用机制的重要工具。

　　结语

　　CaST工具的开发为科学家提供了一种快速、非侵入性的方法来追踪迷幻药对大脑神经元的影响。这一创新技术不仅有助于揭示迷幻药的治疗机制，还为未来的精神疾病研究和治疗提供了新的可能性。随着研究的深入，CaST有望在神经科学领域发挥越来越重要的作用，推动我们对大脑复杂机制的理解。

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