新的光学成像技术有助于测量大脑突触活动

关键区域的可视化对理解学习和药物成瘾有启示

纽约(2010年1月27日)——哥伦比亚大学的研究人员开发了一种新型荧光探针，用于光学成像和测量大脑突触活动。

哥伦比亚大学化学系副教授Dalibor Sames博士和哥伦比亚大学医学中心神经生物学教授David Sulzer博士的实验室出于对一种工具的需求，可以直接可视化神经递质的释放和吸收，并测量突触活动，他们合作创造了几种荧光假神经递质(FFNs)，一种高效的光学成像探针，其亮度足以在单个突触水平提供分辨率，但浓度不会干扰正常的突触功能。

众所周知，记忆、决策和学习都需要激活和修改大脑中的突触。这种突触传递包括神经递质在突触前神经元细胞质内的囊泡中积累;当囊泡与细胞的质膜融合时，神经递质被释放出来。

准备通过突触传递信号的神经元。插图:Graham Johnson医疗媒体。先前的神经递质成像方法使研究人员能够测量突触后神经元的活动，并观察囊泡-膜融合过程，但直到现在，还无法观察单个突触释放的实际神经递质。

哥伦比亚大学与阿森特科学公司(Ascent Scientific)现在已经就指定为511的FFN达成了许可协议，该协议承诺帮助科学家阐明可能是精神疾病和神经病理学基础的机制。

在最近的《科学》杂志上，萨米斯博士和他的同事描述了一种由FFN511揭示的突触可塑性的新形式，在这种新形式中，单个多巴胺能突触对刺激频率(模拟大脑活动)的反应不同。FFN511使研究小组能够获得突触前变化的光学测量，其空间分辨率可达一个微臼齿，这是现有探针或电生理方法无法实现的。

Sulzer博士说:“我们相信FFN511有潜力成为神经科学家研究多巴胺突触传递的重要研究工具，以及寻求确定改进的多巴胺转运体活性阻滞剂和增强剂的药物发现工作。”

阻断多巴胺活性转运蛋白已被证明可以改善帕金森病临床前模型的症状，针对多巴胺转运蛋白和受体的药物被用于治疗注意力缺陷多动障碍、双相情感障碍和精神分裂症。

大卫·苏尔泽博士在他的实验室工作。Ascent Scientific的商务总监Steve Roome说:“这种开创性的工具为科学家提供了一种手段，可以光学测量离散神经元突触末端水平的重要突触前过程。”“我们很高兴成为第一个将FFN511引入生命科学界的商业供应商。”

“宽泛地说，ffn提供了一种在单个突触水平上描述神经递质释放的方法，即使是在同一个神经元上。这种能力对于理解神经系统是如何激活特定的路径和行为，以及它是如何通过学习和发展而改变非常重要，”哥伦比亚大学技术许可办公室哥伦比亚技术风险投资公司的贝丝·考德勒解释道。Kauderer说:“我们预计ffn将在基础和应用神经生物学研究中发挥作用，涉及学习、神经退行性变和药物成瘾等广泛领域。”

# # #

作为一所领先的学术和研究型大学，哥伦比亚大学不断寻求推进知识的前沿，培养一个深入理解和解决我们这个时代复杂的全球问题的校园社区。哥伦比亚大学的技术转让办公室哥伦比亚科技投资公司(Columbia technology Ventures)管理哥伦比亚大学的知识产权投资组合，并为寻求新技术解决方案的公司和企业家提供大学的门户。哥伦比亚科技创投的核心使命是促进从学术研究到外部组织的发明转移，为当地、国家和全球的社会造福。有关哥伦比亚科技投资公司的更多信息，请访问www.techventures.columbia.edu．

哥伦比亚大学医学中心在基础、临床前和临床研究、医学和健康科学教育以及患者护理方面具有国际领先地位。该医学中心培养未来的领导者，包括内科和外科医生学院、梅尔曼公共卫生学院、牙科医学院、护理学院、文理研究生院生物医学系以及联合研究中心和机构的许多医生、科学家、公共卫生专业人员、牙医和护士的奉献工作。哥伦比亚大学内科和外科学院成立于1767年，是全国第一个授予医学博士学位的机构，现在是全国最挑剔的医学院之一。哥伦比亚大学医学中心是纽约市和纽约州最大的医学研究企业的所在地，也是美国最大的医学研究企业之一。欲了解更多信息，请访问www.cumc.columbia.edu．