「领域快报」是AiBrain筹备的特别栏目，是由海内外知名高校的一线青年科研工作者(博士后、PI）精选的领域科研动态，旨在为学科融合、交叉合作提供平台和机遇。
「领域快报」
神经科学技术与方法
Nature Materials
新型锥形光电极（无噪声的同步光遗传学和电生理记录）
Nature materials (IF 43.84) 2022.06.06发表
光电极是一种结合光遗传学与电生理记录的器件，相比传统电极，它能利用光遗传学分辨电生理记录得到的细胞类型。然而光电子噪声大、光照范围广而不均是光电极应用的难题。金属涂层微结构的锥形光纤探针具有良好的光传导性能，能够动态调制光照，使其局限在很小的范围内。但如何在曲面的锥形探针表面添加用于细胞外电生理记录的微电极位点是亟需解决的问题。
来自意大利技术研究院的研究团队创新性制造出了一种光电极（fibertrode）——在锥形光纤探针上整合微电极。利用聚焦离子束和非平面的双光子聚合技术，作者实现了在锥形曲面上制造具有高分辨率样式的多微电极阵列和个性化光照几何模式。微电极位点可任意放置于光照窗口的10 mm范围内，利用锥形探头作用于波矢量，使光照相对轴心产生倾斜，从而防止光直接照射微电极，消除光电子噪声。光电极的光照范围可通过调整窗口大小和形状实现，而微电极阻抗也可通过改变电极尺寸来调节。利用这种新型光电极，作者在小鼠上实现了同步光遗传学刺激和电生理记录，无需后续噪声校正。
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Ferruccio Pisanello 博士
意大利技术研究所生物分子纳米技术中心
研究方向：开发微纳米制造技术，开发用于光遗传学应用的工具
实验室网站：
https://www.iit.it/people/ferruccio-pisanello
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文章链接 ：
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01272-8
Neuron
新型全身性注射用AAV（跨物种、PNS和CNS靶向）
Neuron (IF 17.17) 2022.05.27发表
基因疗法是靶向治疗很多神经疾病的重要研究方向，而其关键技术在于跨物种非侵入性的基因传递。低免疫毒性、能够长期稳定表达的腺相关病毒（AAV）是一种用于基因传递的有利工具，多年来对其蛋白质衣壳的改造获得了很多能够用于全身性注射的病毒载体。来自加州理工学院的Viviana Gradinaru教授实验室长期从事AAV改造，从而获取高效、低毒性的靶向基因传送技术。2022年5月他们在Neuron上发表了最新文章，展示了两种新型全身性注射用AAV变体MaCPNS1和MaCPNS2，能够在至少4个物种中高效感染外周神经系统（PNS）。
该实验室之前已经发展了一套用于靶向演化的cre依赖的复合AAV筛选技术（M-CREATE），并利用它改造出了针对中央神经系统（CNS）的变体AAV-PHP.eB等。本篇文章中，同样利用M-CREATE技术，他们以AAV9为基础筛选出了靶向PNS的两种变体MaCPNS1和MaCPNS2。接下来他们分别在小鼠、大鼠、狨猴和猕猴4个不同物种中进行了验证，表明这两种变体能高效地感染PNS的多个部位，例如节状神经节、背根神经节、三叉神经节、交感/副交感神经节，以及肠神经系统（ENS）等等，而在肝脏的感染效率降低。另外，在两种非人灵长类动物上，这两个变体还能够跨过血脑屏障，感染包括皮层、丘脑、海马、小脑和脑干等脑区。
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Viviana Grdinaru博士
神经科学和生物工程教授
Chen研究所分子和细胞神经科学中心主任
加州理工学院
研究方向：靶向基因治疗，神经系统修复技术
实验室网站：https://glab.caltech.edu
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亮点：
全身性注射型基因载体为攻克人类疾病提供了关键的非侵入性基因传递手段。本篇文章解决了之前的基因载体跨物种适用性低、对PNS感染效率低、需用量大等技术难题，发展出两种高效的、适用于多个物种、靶向针对PNS的全身性注射型AAV变体，在非人灵长类动物模型中还具备高效的CNS感染能力。
关键词：
AAV, gene therapy, CNS, PNS, cross-species, non-human primate, functional readout, functional modulation
文章链接：
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(22)00411-1
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