Cell Rep｜田瑞琳/蒋显/王子龙团队开发神经元活性CRISPR筛选平台，揭示MVB维持远程记忆新机制

神经元如何维持适宜的活动水平？这一问题不仅关系到神经环路的正常运行，也与学习记忆及多种神经系统疾病密切相关。传统钙成像和膜片钳电生理记录虽然能够精确测量神经元活动， 但受限于通量， 难以用于大规模基因功能筛选。 因此， 神经元活动的 细胞分子调控机制 仍 有待系统性 解析。

近日，南方科技大学医学院田瑞琳课题组、王子龙课题组与深圳湾实验室蒋显课题组合作，在 Cell Reports 发表题为 A pooled CRISPR-based neuronal activity screen links TMEM50A-dependent MVB function to synaptic integrity and remote memory 的研究论文。研究团队将钙整合传感器CaMPARI2与pooledCRISPRi筛选相结合，在人诱导多能干细胞（ iPSC ）来源的神经元中建立了一套高通量神经元活性筛选平台，并发现功能未知蛋白TMEM50A是维持神经元活动、突触完整性和远程记忆的重要因子。

该平 台的核心是将神经元 活动引起的 瞬时 钙 信号 记录 为稳定、可分选的荧光读数。 CaMPARI2 是一种钙依赖性光转换荧光蛋白：当胞内钙水平升高并接受 405 nm 紫光照射时，其荧光会由绿色不可逆地转变为红色【1-2】。因此，红 / 绿荧光比值可以记录光转换时间窗内累积的神经元活动，并通过流式细胞术进行高通量读取。

研究人员首先在人 iPSC 来源的诱导神经元（ iNeuron ）中验证了 CaMPARI2 记录神经元活动的可行性，随后构建了一个 含有 320 条 sgRNA 的 靶向 64 个 远程恐惧 记忆相关基因【3】的 CRISPRi 文库， 利用 CaM PARI 2 光转化信号进行了基于流式的筛选。筛选 鉴定出 STX1B 、 GSK3B 、 VAMP2 和 PAK1 等已知神经元 活性 调控因子，同时发现了一批功能尚未得到充分研究的候选基因，其中包括 TMEM50A 。

全细胞膜片钳记录进一步验证表明，降低 TMEM50A 表达会显著抑制自发性兴奋性突触后电流（ sEPSC ）的频率和幅度，并减少诱发动作电位的数量，表明 TMEM50A 缺失同时损害突触传递和神经元内在兴奋性。

机制研究发现， TMEM50A 定位于多泡体（ multivesicular body ， MVB ），与 LEPROTL1 形成复合体，并与 ESCRT-III 组分相互作用，共同参与 MVB 腔 内囊泡形成和货物降解。 TMEM50A 缺失会 导致 神经元表面蛋白质组重塑，并在人 iPSC 来源神经元、 小鼠原代神经元 和小鼠脑组织中造成突触密度下降。行为学研究进一步发现， Tmem50a 敲除 导致 小鼠远程记忆明显受损 。

该研究建立了一套可扩展的神经元活性功能基因组学筛选方法，为系统发现神经元活动调控因子提供了新工具。同时，研究揭示了 TMEM50A 依赖的 MVB 功能在维持神经元表面蛋白稳态、突触完整性和远程记忆中 的重要作用。未来，该平台有望进一步应用于更大规模的遗传筛选及神经系统疾病模型研究。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117756

制版人：十一

参考文献

1. Fosque , B.F., Sun, Y., Dana, H., Yang, C.-T., Ohyama , T., Tadross , M.R., Patel, R., Zlatic , M., Kim, D.S., Ahrens, M.B., et al. (2015). Neural circuits. Labeling of active neural circuits in vivo with desig ned calcium integrators.Science347, 755 – 760. https://doi.org/10.1126/science.1260922.

2. Moeyaert , B., Holt, G., Madangopal , R., Perez-Alvarez, A., Fearey , B.C., Trojanowski , N.F., Ledderose , J., Zoln ik , T.A., Das, A., Patel, D., et al. (2018). Improved methods for marking active neuron populations.Nat.Commun.9, 4440. https://doi.org/10.1038/s41467-018-06935-2.

3. Chen, M.B., Jiang, X., Quake, S.R., and Su ̈ dhof , T.C. (2020). Persistent transcriptional programmes are associated with remote memory.Nature587, 437 – 442. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2905-5.

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（*排名不分先后）

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