近日，厦门大学医学院陶荣坤副教授课题组与中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心杜久林团队合作，在神经元多模态标记技术领域取得重要研究进展。研究成果“Designed optogenetic tool for bridging single-neuronal multimodal information in intact animals”发表于Nature Communications杂志。

研究团队成功开发了一种名为Pisces（Photo-inducible single-cell labeling system）的光遗传学工具。该技术以斑马鱼为模型，首次在活体脊椎动物中实现了对任意单个神经元的形态、活动与分子信息的整合标记，填补了神经科学领域单细胞多模态标记的技术空白。

Pisces技术的核心在于创新性地设计了一套核定位光控蛋白转运系统。通过融合光裂解蛋白PhoCl与光转换荧光蛋白mMaple，并精确调控核定位信号（NLS）与核输出信号（NES）的平衡，实现了荧光蛋白在405 nm激光激发后快速扩散至整个神经元，从而在小时级时间内完成完整形态标记，速度较传统方法提升10-50倍。

该技术具有高精度和高兼容性的特点，不仅可实现相邻细胞的高分辨区分与多脑区神经元的同步追踪，还可与钙成像、单细胞RNA测序及荧光原位杂交等技术结合，从而在记录神经元活动类型的同时获取其完整的形态信息与分子特征。研究团队已利用Pisces系统揭示了斑马鱼多个脑区神经元在形态、功能和基因表达方面的关联，为全脑尺度下单神经元多模态图谱的构建提供了有力工具。

该研究由杜久林研究员与陶荣坤副教授共同指导，陶荣坤博士与孙乐博士为共同第一作者。该研究获得了国家科技创新2030重大专项、科技部重点研发计划、国家自然科学基金、上海市自然科学基金及中国科学院青促会等基金的资助。

目前，陶荣坤课题组已进一步升级开发出Pisces2系统，具备更快的标记速度和更强的荧光信号，有望推动斑马鱼神经发育研究的深入。课题组还开发了在体单细胞损毁技术，可实现以单细胞分辨率精准杀伤特定细胞，为在体功能研究与疾病建模提供新手段。

陶荣坤，副教授、博导，中国科学院青促会会员，福建省高层次人才C类，厦门大学南强青年拔尖B类人才。课题组热忱欢迎优秀博士后加盟，待遇优厚，相关信息请查询（https://med.xmu.edu.cn/info/1204/65343.htm），同时也欢迎对本课题组相关技术开发与应用感兴趣的厦大本科生加入本实验室参与科研工作，详情请见：https://med.xmu.edu.cn/info/1237/64303.htm。联系方式：taorongkun@xmu.edu.cn。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62938-w

（文/陶荣坤  审核/李炜）