發布日期：2018-03-09

doi:10.1038/s41467-018-03212-0

　　近日，來自復旦大學附屬中山醫院的研究團隊在《Nature Communications》上在線發表的一項發明，有望為視網膜退行性疾病帶來治療的希望——他們帶來的一款人造光感受器，讓失明小鼠重新對光產生了應答！

　　人造光感受器是近年來的研究熱點。此類設備有望通過與受損的視網膜進行連接，人為將光信號轉為神經信號，幫助患者重見光明。然而，此類設備卻有著自身的局限——為了產生并傳導信號，它們需要植入一個額外的微電子處理器，這限制了人造光感受器在體內的應用。如果能打破這一限制，無疑能拓展此類設備的應用前景。

　　這正是這支研究團隊的突破所在。復旦大學的鄭耿鋒教授、張嘉漪研究員與同事們一道，研發出了一種涂有金納米粒子層的二氧化鈦納米線陣列。這種創新材料可以用作人造光感受器，替代視網膜關鍵細胞的功能。具體來說，由于這些材料的特殊屬性，在光的刺激下，它們能產生電壓，從而有望刺激鄰近的神經元，產生視覺應答。

▲此類材料的設計（圖片來源：《Nature Communications》）

　　在小鼠實驗中，這款特殊材料的效果得到了驗證。研究人員們發現，它們能重塑視網膜神經節細胞對綠光、藍光、以及近紫外光的響應。在空間維度上，新材料能達到的分辨率優于100微米！

　　這些響應究竟是來自視網膜雙極細胞在光感受器的作用下，向神經節細胞傳導的信號？還是直接來自于后者的直接激活？這是一個重要的問題。只有前者才說明人造光感受器能行使正常情況下的視網膜功能。為了區分兩者，研究人員們進一步在實驗小鼠中施用了谷氨酸受體拮抗劑。在正常情況下，這類拮抗劑能阻斷雙極細胞向神經節細胞的信號傳導。后續研究表明，在此類拮抗劑施用的短短4分鐘后，神經節細胞對光的響應就消失了。而當研究人員們洗去拮抗劑后，這些響應又得到了恢復。這一研究結果清楚地表明，此類人造光感受器很好地保留了視網膜環路應有的正常功能。

▲我們期待這項研究能早日造福有視覺缺陷的患者（圖片來源：Pixabay）

　　后續研究則發現，初級視覺皮層里的神經元在植入該納米線陣列后，對光產生了響應。盡管我們無法從小鼠口中確認它們能重見光明，但種種實驗結果都支持這一觀點。

　　研究人員們指出，此類技術將來有望應用于人類患者，為罹患視網膜退行性疾病的患者帶來新的治療方案。我們期待這項來自中國科學家的發明能盡早得到應用！

　　參考資料：

[1] Nanowire arrays restore vision in blind mice

來源：學術經緯