重庆医科大学本科生创新实验团队揭示细菌脂多糖(LPS)抑制啮齿动物脑内多巴胺(DA)释放

近日，我校第二临床学院本科生吴悔（2018级五年制临床医学专业）、孟泽暄（2019级五年制临床医学专业）团队在实验教学管理中心臧广超副教授、研究生院张玉婵副教授共同指导下首次于亚秒级时间尺度内观测到脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)抑制多巴胺能神经元多巴胺(Dopamine, DA)动力学释放。研究成果以题为“Aptamer functionalized cell membrane for brain and nerve cell sensing with high sensitivity and stability”于Biosensors and Bioelectronics杂志在线发表。

该研究通过联用细胞膜伪装修饰技术与适配子捕获技术，构筑仿生神经化学物质传感界面，实现细胞和活体脑组织中DA的原位、长时稳定监测，为探索神经化学动力学和脑疾病病理生理机制提供了一种新的可行工具。

DNA-cho-M-CS-CFE表面微观形貌示意图

动物中枢神经系统中的神经递质动力学是理解大脑发育和疾病诊断的分子基础。DA作为一种神经系统重要的儿茶酚胺类神经递质，在激励、成瘾和强化学习机制的调节中发挥作用。LPS是革兰氏阴性菌导致炎症的一种成分，常用于帕金森病模型诱导。随着脑组织中LPS的增加，长时间小胶质细胞的过度激活以及神经炎症的失调导致多巴胺能神经元死亡，进而导致脑组织活性低下和DA水平紊乱。目前，尚无活体脑组织中DA代谢的长时监测和LPS诱导后DA释放的动力学变化报道。

K⁺刺激常被用于诱导细胞膜去极化，促进Ca²⁺内流，导致多巴胺能神经元去极化，触发囊泡中预先储存的DA的释放。研究首先使用K⁺刺激脑片组织，实时监测到突触间隙DA水平变化。通过反复的K⁺刺激证实突触前自受体控制的DA的释放和摄取机制。随后，通过对比分析K⁺刺激LPS处理前后的脑片组织和PC12细胞群体的实时监测数据，首次证明了LPS导致突触间隙DA释放动力学释放速度减慢、DA水平降低。

DNA-cho-M-CS-CFE在脑片和PC12细胞群中对DA的原位实时监测

近年来，实验教学管理中心与第二临床学院在“卓越医学本科生导师制项目”(EMTS）框架下持续开展深入合作，共同推进创新人才培养。此项成果是继2022年合作指导本科生团队获得第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛本科生组国家级银奖后，在科研创新领域的又一新成果。