科学家阐明化学遗传学技术如何劫持神经元活动

了解神经元活动如何调节大脑功能是创造更有效药物治疗各种神经精神疾病的关键的第一步，包括抑郁症、焦虑症、精神分裂症、药物滥用、癫痫等。

为了操纵和理解神经元生物学的这一基本特征，北卡罗来纳大学医学院 Michael Hooker 杰出药理学教授 Bryan L. Roth 博士的实验室创造了一种称为 DREADD 的化学遗传学技术——设计受体在 2000 年代中期完全由特制药物激活。尽管这项技术在神经科学中无处不在，但为何这项技术如此有效尚不清楚。

现在，正如Nature杂志报道的那样，由博士后研究员 Shicheng Zhang 博士领导的 Roth 实验室使用低温电子显微镜确定了四种 DREADDs 的详细高分辨率结构，这些 DREADDs 与三种类似药物但惰性的物质结合化合物。

这项工作揭示了 DREADD 的关键细节，这些细节应该会加速下一代化学遗传学工具的结构引导发现。

“尽管 DREADDs 被广泛使用，但直到现在它们如此有用的精确分子基础一直不清楚，”张说。“我们认为这些结构将帮助世界各地的科学家，包括北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家，研究针对许多神经精神疾病开发更有效和更安全的疗法。”

小鼠神经元显示出 DREADD 介导的激活。图片来源：UNC SOM 的 Bryan L. Roth 实验室

为了研究脑细胞的功能，科学家们需要针对特定​​的神经回路——一个相互连接的细胞网络，这些细胞通过受体不断发送和接收电信号和化学信号，例如 G 蛋白偶联受体，这是许多治疗的预期目标。然而，这并非易事，这也是许多药物以非预期方式攻击多种受体或激活特定受体的主要原因。结果可能是有益的治疗效果，但也有副作用。

使神经元生物学更有意义的一种方法是使用化学遗传学技术。那时科学家们设计

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