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分子工具能精准“开关”大脑回路

2025-05-19 10:0040people

科技日报讯 （记者刘霞）美国南加州大学研究团队开发出两款“黑科技”，其能像开关一样选择性且可逆地断开脑细胞之间的连接。这一成果发表于新一期《eLife》杂志，有望改变脑科学研究，并为治疗癫痫、成瘾和创伤后应激障碍等神经系统疾病开辟新途径。

在研究中，该团队从大脑自带的“回收系统”获得灵感，开发出两种分子工具：靶向兴奋性突触（让神经连接更活跃的突触）的PFE3和靶向抑制性突触（让神经连接更少的突触）的GFE3。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。

研究人员解释说，在大脑内，E3连接酶会用泛素分子标记受损蛋白，以此来帮助处理受损蛋白——一旦标记，受损蛋白就会被送到名为蛋白酶体的细胞结构内分解并重新利用。在实验中，他们借助新工具，让E3连接酶标记特定突触的支架蛋白，让大脑的“垃圾处理系统”误以为这些蛋白需要回收。失去支架的突触会瓦解，神经信号传递也就此中断。但只要停止工具的作用，突触还能在几天内重新长好。

团队还开发了两种可按需激活的GFE3工具：一种通过光激活（paGFE3），另一种通过化学信号激活（chGFE3）。他们表示，借助这些工具，科学家能精准“剪断”特定神经连接，还能让它们重新长回来。整个过程就像外科手术般精确，只针对目标突触，其他脑细胞完全不受影响。这种可逆、精准的操作方式，让科学家能更深入地研究记忆、情绪、行为背后的神经机制。

研究人员表示，虽然距离临床应用还有很长的路，但这项技术已经展现出巨大潜力。想象一下，未来医生或许能像修复电路一样，精准修复出问题的大脑连接，而不会伤及健康脑区。

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