用于深脑刺激的近红外二区化学光遗传学

内容形式：摘要译文

离子通道的精准激活能够实现对神经元兴奋性的精细调控，为解析和调节神经回路提供了有力策略。尽管光遗传学能够以细胞类型特异性的方式实现高时空分辨率的神经元操控，但其依赖可见光（400–650 nm），使光在组织中的穿透深度受限于毫米尺度，从而限制了其在深部脑刺激中的应用。在此，我们报道了一种对近红外二区（NIR-II）敏感的钙通道HaloNeu。该通道通过将环状置换HaloTag（cpHaloTag）与热敏瞬时受体电位香草酸亚型1（TRPV1）进行基因融合，并共价偶联NIR-II光热纳米转换器（HPN）而构建。借助1064 nm激光照射，HaloNeu能够在超低激光功率（约60 mW/cm²）下实现深度达1.0 cm的非侵入性神经调控，并可在安全暴露限值（约1 W/cm²）下实现深度达5.0 cm的神经调控。值得注意的是，HaloNeu在体内能够维持超过两个月稳定且按需进行的神经元特异性调控，从而持续激活腹侧被盖区（VTA）神经回路，并在小鼠模型中有效缓解帕金森样症状。这些结果表明，HaloNeu是一种稳健且多功能的平台，可用于细胞类型特异性、深部组织及慢性神经调控，并将对神经科学和神经治疗学产生广泛影响。

关键词：近红外二区光遗传学 · 深脑刺激 · 神经调控 · 钙离子通道 · TRPV1 · 帕金森病

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.13.724823v1?rss=1