北大李毓龙团队再出利器，新型探针实时追踪脑内炎症信号

2026年03月15日,09时32分20秒科技新知阅读 3 views 次

文 | 脑声常谈

发烧、癫痫发作时我们的大脑里到底发生了什么？身体的炎症反应和神经异常背后，总有前列腺素 E2 在悄悄发挥作用，可因为PGE2太小、太快、太隐蔽，想研究它，只能抽血、取组织，像看一张“过去的照片”，永远看不到它“正在做什么”。

2026年3月13日，北京大学李毓龙团队在《Neuron》上发表的研究，给PGE2装上了一个荧光追踪器：GRABPGE2-1.0——一个能实时“看见”PGE2动态变化的基因编码荧光传感器。

该研究标题为《 A genetically encoded fluorescent sensor for monitoring spatiotemporal prostaglandin E2 dynamics in vivo 》，开发出的 PGE2 荧光传感器 GRABPGE2-1.0对 PGE2 具有高特异性、纳摩尔级亲和力和快速动力学特征，实现在体监测小鼠炎症、癫痫状态下脑内 PGE2 的时空动态，为 PGE2 相关生理病理研究提供了全新工具。

传感器的开发与体外细胞验证

团队以人 EP2 受体为支架，筛选2000 余个变体得到PGE2-1.0。通过高内涵成像、荧光光谱分析、荧光素互补实验等，验证结果显示，其对其他类似分子几乎无响应，只认PGE2；灵敏度高：遇到PGE2，荧光变化超过1000%；不捣乱：不激活下游信号通路，不影响细胞正常工作。

也就是说，这个传感器只认 PGE2，且结合后信号变化明显，还不会干扰细胞本身的活动。

原代神经元与急性脑片的功能验证

通过AAV 病毒感染将传感器表达在大鼠皮质神经元和小鼠海马脑片，用双光子显微镜观察发现，神经元中 PGE2-1.0 响应稳定，无明显脱敏。在脑片中，该传感器能特异性响应外源性 PGE2，还可检测到 IL-1β 模拟炎症、PTZ 模拟癫痫时内源性 PGE2 的升高，而 PGE2mut 无任何响应。

也就是说，传感器在神经元和脑片这种更接近体内的环境中，依然能精准检测内、外源性 PGE2 变化。

活体小鼠的在体 PGE2 动态监测

把传感器放进活体小鼠的大脑里，研究者看到了以前从未见过的东西。

炎症时：PGE2在下丘脑视前区缓慢升高；在皮层，升高集中在外周小血管附近；升得慢、降得慢、峰值低。

癫痫时：PGE2在皮层前部快速爆发；和血管无关，是神经元自己释放的；升得快、降得快、峰值高。

同时记录钙信号（神经元活动）和PGE2信号，发现癫痫时，钙信号快速扩散，PGE2信号缓慢升高但不扩散。

第一次，人们看清了同一个分子，在两种疾病里，扮演着完全不同的角色。传感器能在活体小鼠脑中，精准捕捉不同病理状态下 PGE2 的动态变化。

总结全文

李毓龙团队基于 GRAB 策略开发出基因编码的前列腺素 E2 荧光传感器 PGE2-1.0，证实其高特异性、高灵敏度和优异的动力学特征，且不干扰内源信号通路。随后成功监测到小鼠炎症、癫痫状态下脑内不同区域 PGE2 的时空动态变化，并首次发现 PGE2 在两种病理状态下具有截然不同的时空分布和动力学特征，该传感器为深入研究 PGE2 的生理病理功能提供了全新的高时空分辨率工具。