多巴胺能神经传递参与运动控制、学习、奖赏驱动行为和情绪等多项重要大脑功能。多巴胺能系统功能障碍可能引发帕金森病、精神分裂症、抑郁症和成瘾等多种神经和精神疾病。尽管经过多年研究，但多巴胺能神经传递如何通过相对少量释放多巴胺的神经元来调控这些重要功能尚未完全明确。基于在神经元中使用光调节小分子或过表达光调节蛋白的光驱动神经技术，极大地推动了人们对多巴胺能回路的理解，以及对其进行选择性控制的能力。本文综述了目前光驱动控制多巴胺能神经传递的研究现状。为对通过药理学、药物遗传学和光遗传学方法调节多巴胺能神经传递感兴趣的读者提供简要指南，重点关注光笼和光开关多巴胺小分子的应用。光药理学以及各种形式的光开关分子可用于多种实验范式，为理解多巴胺能控制机制提供前所未有的见解，是在时空上精确纠正多巴胺相关神经功能和病理的最具前景的光基治疗方法。
近年来，在多巴胺能传递的光学控制领域取得了重大进展，出现了能够以极高特异性对多巴胺受体（DARs）进行时空调制的复杂技术。光开关配体的发展使精确控制参与生理和病理过程的多巴胺能信号通路成为可能。这些光激活工具克服了传统药理学和基因方法的局限性，无需进行永久性基因操作，即可实现功能的选择性、可逆性和快速调节。在中枢神经系统（CNS）局部区域按需控制多巴胺受体的能力，有助于更深入地理解多巴胺能信号传导，并为减少多巴胺能药物全身给药产生的副作用开辟了道路。
这篇综述强调了多巴胺能光药理学和光遗传学在解决神经精神病学和神经退行性疾病关键问题方面的几种有前景的应用。光开关多巴胺激动剂和拮抗剂有望推动帕金森病、精神分裂症和成瘾等以多巴胺能功能障碍为核心的疾病研究进展。这些工具为研究人员提供了前所未有的机会，可对涉及疾病机制的多巴胺受体亚型进行差异调控，从而有助于解开与受体特异性信号传导和神经回路激活相关的复杂问题。然而，要将这些技术转化为治疗手段，需要克服技术挑战，提高光穿透性和响应时间，以成功应用于活组织和深部脑结构。此外，为在临床研究中实际使用光敏配体，还需要更强大的递送系统，如微创光学系统甚至无线设备。药物化学、光技术和药物递送的持续进步，以及神经疾病的体内动物模型研究，对于充分发挥光学工具在推进对多巴胺能信号传导的理解和控制方面的潜力至关重要。多学科的融合代表了神经调节研究的一个激动人心的阶段，旨在更好地为未来精准医学和靶向治疗的研究奠定基础。
本研究由欧盟地平线 2020 研究与创新框架计划资助，包括欧洲创新理事会探索者项目（Phototheraport，101130883）、人类大脑项目（WaveScalES，SGA3，945539）和信息与通信技术项目（Deeper，ICT - 36 - 2020 - 101016787）。同时得到了加泰罗尼亚政府（CERCA 计划；AGAUR 2021 - SGR - 01410；AGAUR INNOVADORS 2022 INNOV 00045；AGAUR PERIS SLT033/23/000067；AGAUR PRODUCTE 2023 PROD 00073）；西班牙科学与创新部（DEEP RED，资助号 PID2019 - 111493RB - I00；EPILLUM，资助号 AEI/10.13039/501100011033，PID2022 - 142609OB - I00；以及生物医学研究网络 eBrains - Spain，RED2022 - 134823 - E）的支持。G.M. 获得了拉蒙・伊・卡哈尔研究员资助（RYC2021 - 033056 - I，由 MCIN/AEI/10.13039/501100011033 资助，并由欧盟下一代欧盟 / PRTR 资助），并由 DOPAMAP 项目 PID2023 - 151770OA - I00 资助（由 MCIU/AEI/10.13039/501100011033 资助，并由欧盟区域发展基金 FEDER 资助）。A.C. 获得了欧盟下一代欧盟，任务 4，组成部分 1，CUP J53C24002040004（博士奖学金 DM 630/2024）的支持。
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