神经元之间的突触信号传递在神经信息处理过程中扮演着至关重要的角色，而精确的突触标记工具则是研究神经回路连接性和可塑性的关键。然而，传统免疫组化方法由于需要固定组织，无法进行活体观察，并且难以区分特定突触斑点的来源细胞。近年来，遗传编码荧光蛋白为细胞类型特异性标记提供了新的方法，但在突触标记方面存在一些局限性。例如，基于GFP表达识别兴奋性树突棘的方法无法识别树突干上的抑制性突触，或无法标记那些不形成特定突触小泡的无棘神经元上的兴奋性突触。此外，外源性突触蛋白的荧光团融合表达可能会干扰突触的生理功能。为了解决这些问题，研究人员开发了不改变内源性蛋白水平的基因编码工具，其中由mRNA展示技术生成的纤维连接蛋白内抗体（FingR）能特异性结合突触蛋白PSD95和gephyrin，成功实现荧光标记而不干扰突触的生理功能。

这些工具通过转染或胚胎电穿孔技术引入，并已在神经元培养、小鼠脑切片和活转基因斑马鱼中取得成功应用。然而，之前缺乏便于脑部应用的病毒载体。来自美国波士顿大学的HanLab在《Iscience》期刊上发布了题为“AViralToolboxofGeneticallyEncodedFluorescentSynapticTags”的研究，开发了携带PSD95FingR和GephyrinFingR的腺相关病毒（AAV）载体。这些载体具备强组成型和Cre诱导型表达能力，可以用于标记皮层及皮层下脑区的兴奋性或抑制性突触。

为了保证在啮齿类动物中枢神经系统中取得优异的表达效果，作者选择了AAV9衣壳蛋白包装这些病毒颗粒。通过将这两种病毒载体分别注射到小鼠的皮层、纹状体和海马区，结果显示所有测试脑区及标记细胞核中均检测到了显著的GFP点状表达。这些发现为进一步的神经科学研究提供了重要的支持，尤其是对神经环路的描绘、突触发育的追踪以及突触可塑性的研究，适用于正常生理状态及疾病条件下的相关研究。

本研究开发了一整套基于遗传编码荧光突触标签的病毒工具箱，能够广泛应用于小鼠大脑中兴奋性和抑制性突触的FingR标记，实现全脑或细胞特异性的标记。研究者们发现，N端融合的红色荧光蛋白FingR在突触靶向特异性上优于C端融合，并且通过AAV载体实现了双色突触标记，支持细胞类型特异性标记。此外，去除转录控制元件后，成功生成的FingR逆转录病毒载体可用于标记成年新生颗粒细胞的突触。Cre依赖型AAV-FingR变体也可在健康和疾病状态下量化胆碱能中间神经元的抑制性突触密度。

从研究结果来看，新生颗粒细胞在出生后14天内形成最早的GABA能突触，并在随后的成熟过程中数量明显增加。在帕金森病模型中，多巴胺耗竭后的胆碱能中间神经元抑制性突触密度未发生显著变化，显示多巴胺耗竭未立即诱导这些神经元的突触可塑性变化。总体而言，FingR病毒载体工具箱为绘制突触图谱以及理解与发育或疾病相关的可塑性变化提供了强有力的支持。

本研究的局限性在于，FingR病毒载体的测试仅限于皮层、海马和纹状体等主要脑区，且在固定脑切片中量化突触密度时只是针对特定时间点进行了分析。未来的研究可以利用高分辨率活体成像技术，追踪同一动物的突触动态变化。此外，FingR病毒载体还可与其他遗传编码工具结合，进一步拓展其应用范围。

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