去甲肾上腺素（NE）作为关键的神经调质，动态塑造着大脑状态与行为。虽然基因编码荧光探针已实现NE释放的活体可视化，但既往工具在灵敏度和光谱灵活性上的局限，严重制约了其在复杂实验范式中的应用。近日，美国科研团队在《自然·方法》发表成果，正式推出新一代绿色（nLightG2）和红色（nLightR2）荧光NE探针，显著提升了内源性NE释放的检测能力，为解析大脑神经调质信号提供了更强大的工具。
传统检测手段如快速扫描循环伏安法、微透析及细胞报告器（CNiFER）虽能监测NE释放，但分别存在缺乏儿茶酚胺特异性、时间分辨率低或灵敏度不足等缺陷，且均缺乏解析复杂脑回路所需的空间精度。基因编码荧光指示剂（GEFIs）的出现虽极大推动了该领域，但现有工具（如GRABNE系列和初代nLight系列）的灵敏度仍是瓶颈，尤其是红色探针nLightR1，尽管具备光毒性低、组织穿透深等优势，却因性能欠佳而鲜少使用。
新开发的nLightG2和nLightR2通过优化荧光报告域与受体融合，实现了性能的飞跃。在HEK293T细胞中，nLightR2的动态范围达到740%，较前代提升近4倍；nLightG2的动态范围更是高达2350%，创下同类指标新高。实验数据显示，nLightG2对NE的灵敏度（EC50约1.1 μM）显著优于DA，且对DA的选择性高达82倍，有效避免了神经递质间的交叉干扰。此外，两种探针在pH变化下表现稳定，且不会干扰细胞内钙信号通路，确保了生理状态下的测量准确性。
在活体应用验证中，双光子成像技术结合nLightG2，成功在清醒小鼠视觉皮层检测到了时空离散的NE释放微域事件。而利用nLightR2进行双光子成像，则实现了对海马体NE释放与星形胶质细胞钙动力学的同步双色监测。在双光纤光度法实验中，研究人员还精确捕捉到了睡眠期间蓝斑核（LC）活动与NE释放的时间耦合，以及恐惧学习依赖的杏仁核NE释放调制。这些突破使得在复杂行为任务中同时监测多种神经活动成为可能。
这一技术突破对于中国神经科学界具有重要启示：随着国产基因编辑与病毒载体技术的成熟，国内团队可迅速跟进并优化此类探针，结合中国丰富的临床与基础科研资源，在睡眠、记忆及情绪障碍等研究领域抢占技术高地，推动神经环路解析向更高精度迈进。