Bildgebung der dopaminergen Freisetzung im Striatum mithilfe eines nicht genetisch codierten, nahinfrarotfluoreszierenden Katecholamin-Nanosensors

Die Neuromodulation spielt eine entscheidende Rolle in der Gehirnfunktion sowohl in Gesundheit als auch in Krankheit, und es werden neue Werkzeuge benötigt, die die Neuromodulation mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung erfassen. Hier stellen wir einen synthetischen Katecholamin-Nanosensor mit Fluoreszenzemission im nahinfraroten Bereich (1000-1300 nm) vor, den nahinfraroten Katecholamin-Nanosensor (nIRCat). Wir zeigen, dass nIRCats verwendet werden können, um elektrisch und optogenetisch hervorgerufene Dopaminfreisetzung im Gehirngewebe zu messen und Hotspots mit einer medianen Größe von 2 µm zu enthüllen. Wir haben auch gezeigt, dass nIRCats mit der Dopamin-Pharmakologie kompatibel sind und eine D2-Autorezeptor-Modulation der hervorgerufenen Dopaminfreisetzung zeigen, die als Funktion der anfänglichen Freisetzungsgröße an verschiedenen Hotspots variierte. Zusammen zeigen unsere Daten, dass nIRCats und andere Nanosensoren dieser Klasse als vielseitige synthetische optische Werkzeuge dienen können, um die Freisetzung neuromodulatorischer Neurotransmitter mit hoher räumlicher Auflösung zu überwachen.