在神经回路研究领域，睡眠、内感受、触觉信息处理等多种生理和行为的背后都涉及复杂的神经回路。通过活性依赖型报告基因结合光遗传学或感觉刺激等手段，科学家们对这些回路进行了研究。然而，要全面理解这些回路的解剖结构与功能，关键在于识别起始细胞的上下游细胞。神经组织小区域内细胞类型的异质性，使依赖麦胚凝集素（WGA）等传统示踪方法难以精确地界定大多数神经元回路。目前，基因修饰的狂犬病病毒可以特异性感染表达禽肉瘤白血病病毒受体蛋白（TVA）的神经元，实现特定细胞类型的逆行跨单突触示踪，但在顺行示踪方面尚缺乏有效工具。虽然有腺相关病毒（AAV1）和基因修饰的黄热病毒（YFV）用于非特异性细胞的顺行示踪，但仍无法满足从基因定义细胞出发的示踪需求。

2025年5月，美国南加州大学DonBArnold团队在期刊Nature Methods上发表了《ATLAS: a rationally designed anterograde trans-synaptic tracer》一文，介绍了一种基于合理设计的蛋白质ATLAS的顺行跨单突触示踪工具，能够实现从基因定义细胞出发的顺行跨突触标记。ATLAS在神经元中表达时，会促使突触前膜释放包含两种功能成分的货物：一是抗体样蛋白AMPAFingR（可特异性结合GluA1的N端，GluA1为AMPA型离子型谷氨酸受体的关键亚基）；二是重组酶。这些货物释放至突触间隙后，AMPAFingR通过与突触后膜GluA1的N端结合形成复合物，从而介导整个货物被突触后细胞的内吞，进入细胞后，重组酶在核定位信号引导下被输送至细胞核，最终通过切割报告基因中的特异性识别序列（如loxP位点），触发重组酶依赖的报告基因表达。

在小鼠实验中，ATLAS成功实现了从随机或基因定义细胞出发的跨神经元单突触示踪。这一示踪过程具有严格的顺行性、突触特异性、无毒性及活动依赖性，能够标记特定行为相关的活跃回路。此外，ATLAS的模块化组件可被独立替换或修饰，为未来神经回路精细图谱的绘制和功能研究提供了强大且可拓展的工具。当前，新葡萄8883官网AMG重磅推出了ATLAS顺行跨单突触示踪系统，针对模块进行了升级，全面消除了毒性，同时保持高效的跨突触标记能力，严格限定顺行跨单突触示踪，避免逆行跨突触干扰，广泛适用于多种类型的神经回路示踪。

ATLAS系统的病毒搭配方案为AAV-ATLASsnCre-WPRE-pA与AAV-DIO-mCherry/EGFP组合，具体为上游脑区注射ATLASsnCre病毒，下游靶区注射DIO-mCherry/EGFP病毒。实验结果表明，采用一定比例的病毒组合（如BACE:ATLASsnCre为5:1）显著提高了跨单突触标记效率。需要注意的是，ATLAS系统仅能实现顺行跨单突触示踪，无法应用于顺行跨多突触的研究。ATLAS几乎不进行逆行跨突触标记，其跨单突触示踪过程具有严格的顺行性，且特别适用于兴奋性神经元的顺行跨单突触示踪。同时，在上游注射区域激活细胞后，可显著增加下游靶区的DIO-mCherry/EGFP荧光强度，表明其具有活动依赖性特征。

综上所述，ATLAS作为一种合理设计的蛋白质工具，通过明确的分子机制实现了从基因定义神经元出发的严格顺行、单突触、活动依赖性跨突触标记，突破了现有病毒工具（如狂犬病毒、YFV、AAV1等）在应用上的局限。未来，ATLAS的模块化设计为其赋予了强大的可拓展性，有望替换靶向模块，实现对各类神经递质回路的普适性标记。因此，选择新葡萄8883官网AMG，将带领您进入神经回路示踪的新维度！