新探针 | 红色GRAB DA探针和第二代绿色GRAB DA探针
文中探针现已在bioRxiv的预印本上发布(点击阅读原文可跳转）。
多巴胺（Dopamine, DA）作为大脑中重要的神经递质，参与调节运动控制、动机、学习、记忆和情绪控制等多种功能。多巴胺信号系统的异常与帕金森病、成瘾、精神分裂症、多动症和创伤后压力综合征密切相关。为更好地研究多巴胺在生理和病理过程中的作用，研究人员需要一种能够实时、灵敏、特异地检测多巴胺的工具，以研究在活体模式生物中、复杂行为模式下多巴胺信号的动态变化情况。2018年，我们开发出第一代基于G蛋白偶联受体的绿色荧光多巴胺探针（GPCR-Activation-Based sensor for DA，简称GRABDA），该探针克服了已有多巴胺检测手段中时空分辨率低、分子特异性低的问题，被广泛地应用于活体果蝇、小鼠、斑马鱼、斑马雀等模式生物的多巴胺功能研究。
我们在发表的第一代探针的基础上继续进行改造与优化，成功开发出新型的具有红色荧光的多巴胺探针（rGRABDA1m和rGRABDA1h）和具有更高灵敏度及成像信噪比的第二代绿色荧光多巴胺探针（GRABDA2m和GRABDA2h）。新型红色探针可以与已有的绿色荧光探针（如钙离子探针，其他神经递质探针）共同使用实现双色成像，第二代绿色荧光探针较第一代探针在反应幅度上提升约3倍（图1）。我们在体外培养的细胞中系统地检测了探针的分子特异性、荧光响应速度、光谱等多种性质，并在活体果蝇和小鼠中在体检测了多巴胺的动态变化。红色和二代绿色荧光探针均可在果蝇蘑菇体通过双光子成像报告气味/电刺激所导致的多巴胺信号上升（图2），并且可在小鼠交配行为中，通过双色光纤记录或双侧脑区光纤记录的方式报告NAc脑区的多巴胺动态变化情况（图3）。第二代绿色荧光探针在果蝇和小鼠中均较第一代绿色荧光探针有2倍以上的荧光信号变化。
图1. 新型红色多巴胺探针和第二代绿色多巴胺探针的荧光响应情况
图2. GRAB探针检测气味/电刺激导致的果蝇蘑菇体多巴胺信号变化
图3. GRAB探针检测小鼠交配行为中NAc脑区的多巴胺动态变化情况
我们希望，新型红色多巴胺探针和第二代绿色多巴胺探针可以更好的帮助研究人员理解多巴胺的功能，欢迎大家使用！
感谢纽约大学Dayu Lin课题组，美国国立卫生研究院Guohong Cui课题组的合作。
本文中探针的获取方式详见实验室网站：
http://www.yulonglilab.org/resources_cn.html