| 海藻基因有望让失明小鼠重见光明 |
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| 科技中国 2006-08-22 |
健康的视杆和视锥细胞可以把光转变为电信号，这种信号通过附近的细胞，最终到达大脑。在大脑中，这些信号再被翻译成视觉影像。如果视杆和视锥细胞缺失或坏死，动物就将丧失视力。在世界范围内，大约有1/3000的失明是由视网膜色素变性等相关疾病所引发的，比如先天遗传性眼底退化性疾病以及视网膜白斑等，都可以引起视网膜的视觉敏感细胞坏死和缺失，从而导致失明。
要恢复丧失视觉细胞的人和动物的视力，科学家建议采用2种策略：一种是用干细胞培养视神经细胞，比如《美国科学院学报》4月初报道了中国科学家用植入的新型纳米纤维支架，让视神经重新生长以恢复视神经受损病人部分视力的研究。还有一种办法，采用感光的合成芯片来替代视觉细胞。但到目前为止，这些研究还面临着无数挑战。
在视杆和视锥细胞死亡后，视网膜上的其他细胞还有一定功能。这些剩余的细胞包括内部视网膜神经元，这些神经细胞在处理了从视杆和视锥来的信息后，能将这些信息发入大脑。
美国底特律州立大学医学院的神经学家潘卓华（Zhuo-Hua Pan）说：我们产生这个想法，是因为想到如果我们将这些神经元变成光传感器，可能就是一种复明的方法。
为了完成这项研究，潘和同事借用一个从绿藻而来基因，这是一种为光敏蛋白编码的基因，叫做channelrhodopsin-2 (ChR2)，它形成于海藻细胞的表面，海藻利用这种蛋白探测光，这样，它们就可以游到光合作用最强的地方。
研究人员先将基因插入到无害的病毒中，然后用病毒感染健康老鼠的眼睛。结果，在研究人员再用光照射它们的时候，个别携带着光敏藻基因的内部视网膜神经元就产生了电流。
接着，研究人员采用一种遗传上培育出来特殊小鼠，它们是在几月龄就丧失了视杆和视锥细胞的盲鼠。用这种鼠作为研究对象，让成年盲鼠的眼睛感染携带ChR2基因的病毒。令人惊喜的是，盲鼠的内视网膜神经元变为对光敏感了。
为了观察这些细胞产生的电信号是否可以最终抵达大脑，潘和同事将电极插到了盲鼠处理光的大脑区域。当他们对着老鼠眼睛照射光亮时，看到了电流的反应。这一研究结果发表在4月6日的《神经元》杂志上。
虽然由光发生的信号可抵达盲鼠大脑，但潘指出，这还并不是说，失明的动物就此可以看见东西了。这些专门培育的盲鼠，在它们作为新生儿睁开眼睛前，其绝大多数视杆和视锥细胞就被杀死了。研究人员担心，因为视觉是由经验限定的，所以啮齿动物的大脑可能不能翻译这些视觉信号。他的小组计划在未来的实验中用其他动物模型做视觉发育实验。
这一发现提供了一个治疗失明的新方法。美国伯克莱加州大学的神经学家约翰·G. 弗里纳兰（John G. Flannery）和肯尼思·P. 格林博格（Kenneth P. Greenberg）高度评价了这一工作。他们指出：显然，这是进入用基因工程重建视网膜神经这一新领域意义重大的第一步。
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