纳米体磁遗传学：大脑回路精密度

在《Science Advances》杂志上发表的一项开创性研究中，名为“Bidirectional regulation of motor circuits using magnetogenetic gene therapy”的科学家们开发了一种先进系统，利用被称为纳米体的微型蛋白来双向控制大脑活动。该系统结合了一个专门针对一种名为铁蛋白的蛋白质的纳米体和另一种名为TRPV1的蛋白质，使研究人员能够利用磁场精确调节大脑回路。由Unda及其同事领导的研究团队成功地在清醒、自由移动的老鼠中实现了改变深层脑结构的惊人精度。他们通过向一个单一AAV载体输送设计用于与天然铁蛋白（Ft）结合到TRPV1通道（Nb-Ft-TRPV1）的独特纳米体（Nb）来实现这一成就。

他们的研究揭示，利用磁性方法激活特定的称为纹状体-苍白球神经元的大脑细胞，会引发老鼠明显的冻结反应，类似于使用光或化学物质控制大脑活动的其他已建立的技术。通过应用由MRI设备产生的180毫特斯拉（mT）的磁场或常用于人类治疗的TMS设备，研究人员能够改变老鼠的行为。他们通过观察特定基因表达、大脑成像技术和实时监测神经活动等多种方式验证了大脑活动的变化。

此外，研究人员通过将编码Cre重组酶的逆行AAV与Cre条件磁遗传构建结合，成功地高度特异性地激活野生型老鼠的纹状体-苍白球神经元。值得注意的是，他们通过使用阻断神经元活动的改良纳米体-TRPV1构建，成功地非侵入性地抑制亚丘脑核（STN）神经元，从而改善了帕金森病老鼠的运动功能。

这项研究引入了一种令人兴奋的方法，利用磁铁精确控制动物的大脑回路，为未来在人类身上的治疗应用打开了可能性。研究人员的工作突显了基于纳米体的磁性系统在以非凡精度管理大脑活动方面的潜力，为神经系统研究和护理中的前沿治疗和突破带来了希望。