研究破伤风神经毒素（TeNT）轻链的科学家发现，这种金属蛋白酶能够通过切割囊泡融合蛋白VAMP2来有效抑制突触传递，但其活性缺乏精准的时空控制。尽管现有的光遗传学工具（如光敏离子通道）能够快速调节神经元发放，但难以实现持久而稳定的突触抑制。为了满足神经科学对时空精准控制及改进的需求，斯坦福大学的Alice Y. Ting教授团队于2026年7月30日在《Nature Methods》上发表研究，题为“光激活破伤风神经毒素用于条件性蛋白质水解及诱导性突触抑制”。

该研究通过将光-氧-电压（LOV）传感结构域插入TeNT的变构位点并进行定向进化，开发出了光激活破伤风神经毒素（LATeNT），使得突触传递的VAMP2切割和抑制能够依赖蓝光进行可逆的控制。在LATeNT的设计与优化中，研究者将多个光响应结构域（LOV）嵌入TeNT的柔性环外，形成一种能够根据光照变化而改变构象的蛋白。黑暗环境下，LOV结构域通过变构效应封闭TeNT的催化中心，导致其失活；而在蓝光照射下，LOV解除对酶活性的抑制，恢复其蛋白水解的功能。经过多次优化，最终获得了首个变体LATeNT1，其光与暗的活性比达到了6.7倍，通过进一步的定向进化，最终得到的克隆C16的活性比提升至97.3倍，且LATeNT在光照状态下仍保留了约36%的原始TeNT催化活性。

实验中，将LATeNT病毒载体注射至小鼠海马CA3区，并在脑切片中刺激Schaffer侧枝纤维以记录CA1神经元的兴奋性突触后电流（eEPSC）。光照后，AMPA和NMDA受体介导的eEPSC幅度明显减少，突触前释放的概率下降。实验结果表明，在持续的蓝光照射下，eEPSC在约5分钟内开始减少，并在20分钟内达到最大抑制效果。光照持续30分钟后，EPSC持续受抑制约8小时，而24小时后，VAMP2得以重新合成，突触功能完全恢复。LATeNT表现出极高的光敏感度，只有0.03 mW/cm²的蓝光即可有效抑制突触传递，达到饱和所需的光强更低，大幅减少了光毒性风险。

在长程投射实验中，LATeNT与红移视蛋白ChrimsonR共同表达于腹侧海马投射神经元（vHiP），光激活后显著抑制了vHiP至前额皮层（mPFC）的单突触传递。同时，空间特异性试验表明，仅在光照侧的CA1检测到VAMP2的切割，而非光照侧并不受影响。与双稳态视蛋白PdCO相比，LATeNT在抑制效果上表现出更强且更持久的优势。

研究还探讨了LATeNT在行为学中的应用。通过富有环境刺激有效激活背侧海马下托（dorsal subiculum）神经元，注射携带LATeNT的病毒载体后，蓝光的激活可以成功阻止该区域对环境刺激的神经反应。此外，研究还发现，缺失生长抑制素阳性（SST+）中间神经元转录因子NPAS4会增加焦虑行为。利用Flp依赖性AAV在海马CA1区SST+中间神经元中表达LATeNT，通过蓝光抑制突触输出后，小鼠在高架十字迷宫中在开放臂的停留时间显著减少，显示出焦虑水平升高，经过一周后情绪恢复正常。脑片电生理记录证明LATeNT可以光依赖性抑制SST阳性中间神经元对CA1锥体神经元的突触信号传递。

综上所述，本研究成功开发了一个蓝光可控的VAMP2切割及突触传递抑制工具LATeNT，利用这一工具能够有效调节突触功能，并为行为研究提供了新的方法。