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数据库Cell子刊：神经元活动的"高通量盘点"，南方科技大学田瑞琳等发现TMEM50A通过多泡体物流维持突触与记忆
尽管组学图谱技术的进展迅速扩充了与生理及病理状态下大脑活动相关的基因名录，但功能注释工作远远滞后。
2026年7月28日，南方科技大学田瑞琳、王子龙、深圳湾实验室蒋显共同通讯在
Cell Reports（IF=7.7）
在线发表题为
A pooled CRISPR-based neuronal activity screen links TMEM50A-dependent MVB function to synaptic integrity and remote memory
的研究论文。
本研究构建一套高通量功能基因组学研究平台，在人iPSC诱导分化神经元中将钙整合传感器CaMPARI2与CRISPRi筛选技术联用。
该体系能够将累积神经元活动转化为稳定、可通过流式细胞仪检测的信号，依托混合文库筛选实现系统性探究。借助靶向记忆相关基因的集中文库，本研究验证了已知调控因子，并鉴定出此前功能尚未明确的蛋白TMEM50A，其是神经元活动的关键调控分子。
TMEM50A可与LEPROTL1形成复合物，并与多泡体（MVBs）上的ESCRT-III复合物相结合。敲除TMEM50A会造成MVBs功能受损、神经元表面蛋白质组重塑、突触密度下降，并引起小鼠行为学改变。
该平台可系统性发掘神经元活动调控因子，同时证实TMEM50A依赖的MVBs功能在维持突触完整性与机体行为功能中发挥至关重要的作用。
神经元活动是神经元的基础生理特征，是神经元发挥功能的根本，并且受到精密调控以支撑机体行为。神经元活动失调会诱发多种神经系统疾病，神经元活动由单个神经元的内在兴奋性，及其在神经环路中的突触连接方式与突触强度共同决定。
尽管目前已发现众多关键调控因子，但调控神经元活动的分子机制仍未得到完整阐释，且缺少系统性研究。组学图谱技术的快速发展极大拓展了与行为相关神经元活动候选基因的发掘范围。
然而目前面临一大难题：如何摆脱单纯的表达相关性分析，从海量候选基因中筛选出能够因果性调控神经元活动与机体行为的基因，并阐明其发挥作用的分子与细胞机制。
缺少可针对神经元活动表型开展研究的高通量筛选工具，阻碍了调控神经元活动基因的系统性鉴定。膜片钳电生理检测是该领域的金标准检测手段，但操作门槛高且通量较低。
利用化学探针或基因编码探针开展电压与钙离子成像可以实现神经元活动的光学读取，但该方法捕捉的是瞬时动态信号，需要借助荧光显微镜或酶标仪进行实时监测，仅适用于低通量或中通量阵列式实验体系。CaMPARI为基于钙离子的神经元活动检测提供了另一种方案。
与实时钙离子指示剂不同，CaMPARI属于钙离子整合传感器，能够记录特定时间段内累积的钙离子活动。当细胞内钙离子浓度升高时，同时施加紫光照射，可诱导CaMPARI发生不可逆光转换，荧光由绿色转变为红色。
依托这一特性，可将特定光照时段内伴随Ca²⁺内流产生的神经元活动转化为稳定的整合荧光指标：红/绿荧光比值（R/Gratio）。因此CaMPARI已被用于在体标记参与行为调控的神经元集群。
图形摘要（摘自
Cell Reports
）
本研究利用CaMPARI可将累积神经元活动转化为单一稳定荧光指标的特性，将其与荧光激活细胞分选（FACS）联用，建立一种具备单细胞分辨率、检测神经元活动的高通量方法。
研究进一步将该基于神经元活性分选的技术与人诱导多能干细胞（iPSC）分化神经元（iNeurons）的CRISPRi遗传筛选平台相结合，建立神经元活性混合文库高通量筛选体系。作为原理验证实验，研究利用CaMPARI-CRISPRi平台，对单细胞RNA测序（scRNA-seq）筛选得到的、参与长期记忆形成的一组DEGs开展筛选。
本次筛选既发现了已知的神经元活动调控因子，也鉴定出多个功能尚未明确的调控分子。研究发现功能未知基因TMEM50A是维持神经元活动的关键分子，该基因通过调控多泡体（MVB）形成发挥作用。敲除TMEM50A会造成突触密度降低、神经元电生理特性紊乱，并改变小鼠行为，其中包含远期记忆受损。
参考消息：10.1016/j.celrep.2026.117756
