神经肽及其受体是古老、有效且无处不在的信号分子，可以对生理和行为进行持续控制。然而，尽管神经肽在功能上具有很高的重要性，但人们对它们何时、何地以及如何在复杂的大脑系统中发挥作用却知之甚少。北京大学生命科学学院膜生物学国家重点实验室博士王欢等人开发并表征了一系列用于检测神经肽的基因编码传感器。这些传感器对细胞系和原代神经元中各自的配体具有高度灵敏、特异性和稳定反应且不影响内源性信号通路。这些新工具为解决有关神经肽其功能及其在健康和疾病中的作用的关键问题提供了机会。相关成果近日发表于《科学》期刊。
　　王欢团队将G蛋白偶联受体（GP-CRs）与环状置换绿色荧光蛋白（cpG-FP）相结合开发了几种基于GPCR激活（GRAB）的传感器，这些传感器可以检测具有高时空分辨率的神经调节剂。由于大多数神经肽受体对其配体具有高亲和力和特异性，因此原则上可以为每种神经肽开发遗传编码的荧光传感器。尽管它们的序列和结构存在差异，但神经肽GPCR在配体诱导的激活下确实具有共同的结构变化。因此，通过将整个含cpGFP的第三胞内环（ICL3）从现有的GRAB传感器移植到新的神经肽的简化方法，无需单独修改和优化每个传感器。这种策略可以大大加速各种GRAB传感器的开发。
　　使用这种移植策略，团队开发了一系列高选择性和高灵敏度的基因编码神经肽传感器，用于检测生长抑素（SST）、促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）、胆囊收缩素（CCK）、神经肽Y（NPY）、神经降压素（NTS）和血管活性肠肽（VIP）。通过将GRAB-NE的ICL3替换移植到神经肽GPCR中，经过少量优化后即开发出了对应的神经肽GRAB探针。
　　王欢团队证明了GRAB SST和CRF传感器可用于监测体外、体外和体内的神经肽，具有良好的灵敏度、选择性和时空分辨率。这种灵活的工程策略和优化的肽传感器工具包为研究不同神经肽在生理和病理状态下的释放、调节和功能铺平了道路。

（彪轶辰）