4月16日，北京大学IDG麦戈文脑科学研究所PI学术交流会在吕志和楼338会议室举行。李毓龙教授以“新型GRAB探针定量窥探活体神经化学信号”为题，分享了其团队在新型荧光寿命神经递质探针开发及活体应用方面的最新进展，并同与会PI进行深入探讨。

作为大脑信息传递的主要信使，神经递质广泛参与调控多种生理和病理过程。其功能依赖多种释放模式和不同浓度水平进行信息编码，因此，精确解析其生理与病理功能，迫切需要能在活体内定量监测其动态变化的工具。然而，传统神经递质荧光探针主要依赖荧光强度变化，易受激发光波动、探针表达水平和光漂白等因素干扰。这类探针通常只能反映瞬时释放前后的相对变化，难以对持续性释放引起的本底水平进行有效检测和绝对定量。

荧光寿命是指荧光分子在激发态的平均停留时间。作为荧光蛋白或荧光染料的固有性质，荧光寿命不受成像条件、蛋白表达量等因素影响，在定量测量中展现出显著优势。李毓龙教授在报告中指出，目前已报道的神经递质探针虽然在激活前后通常具有较大的荧光强度变化，但荧光寿命变化却非常微弱。因此，需要从头开展筛选与优化，开发具有显著荧光寿命响应的新型探针。

过去几年，李毓龙团队基于不同荧光模块，系统开发了覆盖绿色至近红外光谱范围的一系列新型神经递质GRAB探针，这些探针均实现了超过1 ns的荧光寿命变化。以基于荧光蛋白构建的荧光寿命多巴胺探针为例，其激活前后的荧光寿命在细胞、脑片和活体动物等不同实验系统中表现出高度一致性。结合基于荧光寿命的光纤记录系统，该探针能够在活体中实现多巴胺浓度的精准定量检测，并揭示不同药理学处理条件及不同脑区中，多巴胺瞬时释放与持续释放模式的显著差异。在疾病模型研究中，该探针展现出独特优势，能够灵敏报告帕金森病进展及治疗过程中多巴胺两种释放模式的动态变化。此外，课题组还通过化学遗传型策略进一步拓展了荧光寿命探针的光谱范围，其中乙酰胆碱探针可与基于荧光寿命的双光子显微镜结合，定量监测小鼠运动过程中的乙酰胆碱动态变化。

这一系列新型探针的开发，有望推动神经递质研究从“定性描述”迈向“定量解析”，为系统、全面地理解神经递质的动态调控及其作用机制提供关键技术工具，并将极大促进神经递质系统在生理功能与疾病发生发展中的深入研究。

北京大学IDG麦戈文脑科学研究所PI学术交流会定期举行，旨在促进研究所各实验室之间的学术交流，加强跨学科研究的深度合作。