在神经环路研究的生物医学领域，睡眠、内感受及触觉信息处理等生理和行为背后的神经环路已经通过活性依赖型报告基因结合光遗传学和感觉刺激等手段得到了深入研究。然而，要全面了解这些环路的解剖结构和功能，必须识别起始细胞和其上下游的细胞。神经组织的小区域内细胞类型存在异质性，使得依赖于麦胚凝集素（WGA）等经典示踪方法难以精确界定大多数神经元环路。目前，基因修饰的狂犬病病毒能够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。然而，缺乏针对基因定义细胞的顺行示踪工具。虽然腺相关病毒（AAV1）和基因修饰的黄热病毒（YFV）被用于非特异性细胞的顺行示踪，但无法满足从基因定义细胞开始进行示踪的需求。

2025年5月，美国南加州大学Don B. Arnold团队在《Nature Methods》期刊上发表了题为“ATLAS: a rationally designed anterograde transsynaptic tracer”的研究论文，介绍了一种基于合理设计蛋白质ATLAS的顺行跨单突触示踪工具，该工具可以介导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组件的物质：首先是抗体样蛋白AMPAFingR，它可以特异性结合GluA1的N端（GluA1是AMPA型离子型谷氨酸受体的关键亚基）；其次是重组酶。释放到突触间隙后，AMPAFingR通过与突触后膜GluA1的N端结合形成复合物，从而介导整个物质被突触后细胞内吞。进入细胞后，重组酶在核定位信号引导下被输送至细胞核，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。实验结果表明，ATLAS能有效介导从随机或基因定义细胞出发的跨神经元单突触示踪。

ATLAS示踪的特点包括严格的顺行性、突触特异性、无毒性及活动依赖性，能够标记与特定行为相关的活跃环路。同时，其模块化组件可以独立替换或改造，从而实现执行特定任务的灵活性，为未来神经环路精细图谱的绘制及功能研究提供了有力工具。尊龙凯时所推出的ATLAS顺行跨单突触示踪系统，是革命性的神经环路示踪工具，旨在推动这一领域的研究前沿。

ATLAS系统包括以下几个方面的设计和优化策略：首先，病毒搭配方案为AAV-ATLASsnCre-WPRE-pA与AAV-DIO-mCherry/EGFP的组合，其中上游脑区注射ATLASsnCre病毒，下游靶区注射DIO-mCherry/EGFP病毒。其次，实验结果显示，当同时向上游脑区注射AAV-ATLASsnCre与AAV-hSyn-HA-BACE（比例为BACE:ATLASsnCre=5:1），可以显著提升跨单突触标记效率。此外，ATLAS系统能够严格实现顺行跨单突触示踪，而不造成逆行跨突触干扰，适用于兴奋性神经元的顺行跨单突触示踪。在细胞激活时，下游靶区的DIO-mCherry/EGFP荧光强度也会显著增加，展现出其活动依赖性特征。

总体而言，ATLAS系统作为一种创新性的生物医学工具，成功实现了从基因定义神经元出发的单突触、顺行和活动依赖性示踪，为神经环路的精细研究和功能分析提供了全新的思路。尊龙凯时将继续致力于推动这一领域的技术发展，助力科研工作者解锁神经环路示踪的新维度。