科学家发现了解开阿尔茨海默病等大脑退行性疾病之谜的钥匙

科学家们开发出了 NeuM，一种神经元标记技术，可以详细监测神经元结构。 成功监测神经系统变化长达 72 小时。

阿尔茨海默氏病 帕金森病、帕金森病和中风是神经退行性疾病的主要三联征。 这些疾病的特征是神经细胞、神经元的功能障碍和进行性恶化。 为了了解这些神经系统疾病的潜在机制并制定治疗方案，必须拥有能够在健康和病理条件下可视化神经元变化的标记技术。

韩国科学技术研究院脑科学研究所 Kim Yeon-kyung 博士领导的研究小组（基斯特与浦项科技大学张永泰教授团队合作，宣布开发出下一代神经元标记技术NeuM。 NeuM（选择性神经元膜）选择性标记神经元膜，使神经元结构可视化并允许实时监测神经元变化。

KIST Kim Yun-kyung 博士团队的研究人员正在使用下一代神经元标记技术 NeuM 来实时可视化神经元并检查高分辨率图像。 图片来源：韩国科学技术研究院

神经元不断改变其结构和功能，将信息从感觉器官传输到大脑，并组织思想、记忆和行为。 因此，为了克服神经退行性疾病，有必要开发选择性标记活神经元进行实时监测的技术。 然而，目前常用于监测神经元的基于基因和抗体的标记技术正在衰退 准确性 由于其依赖于基因表达或特定蛋白质，长期跟踪很困难。

NeuM 的优势和能力

研究团队通过神经元分子设计开发的NeuM，对神经元膜具有优异的亲和力，能够实现神经元的长期跟踪和高分辨率成像。 NeuM 内的荧光传感器利用活细胞活动附着在神经元膜上，并在特定波长的光激发下发出荧光信号。 这种神经元细胞膜的可视化可以详细观察神经末梢结构，并对神经元分化和相互作用进行高分辨率监测。

神经元膜选择性标记的分子设计。 图片来源：韩国科学技术研究院

NeuM 是第一个通过活神经元内吞作用对细胞膜进行染色的技术，显示出对活细胞的选择性反应性，排除未内化的死细胞。 此外，研究团队成功地将神经元的监测时间从仅仅6小时延长至72小时，从而能够在较长时间内捕捉活体神经元响应环境变化的动态变化。

NeuM 有望为目前无法治愈的神经退行性疾病的研究和治疗开发提供见解。 这些疾病，包括阿尔茨海默氏病，是由于淀粉样蛋白等有毒蛋白质的产生和炎症物质的流入导致神经细胞受损所致。 密切监测 NeuM 的神经系统变化可以有效促进候选治疗化合物的评估。

Kim博士说：“此次开发的NeuM可以区分衰老和退化的神经元，成为阐明退化性脑部疾病机制和开发治疗方法的重要工具。” 他还补充道：“未来，我们计划通过设计荧光波长来区分绿色和红色等颜色，从而改进 NeuM，以便更精确地分析神经元。”

参考文献：“NeuM：一种神经元选择性探针，通过网格蛋白介导的原代神经元增强内吞作用融入活神经元膜”，作者：Yoonsik Song、Lizaveta Gotina、Kyu-Hyun Kim、Jung-Yul Lee、Solji Shin、Hira Aziz、Dong-康敏, 肖 2023年12月7日, 2023年12月7日 应用化学国际版。
doi：10.1002/ani.202312942

这项研究得到了科学和信息通信技术部（李正浩部长）通过 KIST 重大项目和克服痴呆症项目 (RS-2023-00261784) 的支持。