丹麥奧胡斯大學(xué)、東芬蘭大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種能讓失明視網(wǎng)膜對(duì)光產(chǎn)生反應(yīng)的新型納米粒子。這一成果向研制出新型視網(wǎng)膜假體邁進(jìn)了一大步。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志。
實(shí)驗(yàn)顯示,將這種粒子注射入失明小鼠眼內(nèi)后,它們就像微小的光受體:光線一照,便觸發(fā)一系列電化學(xué)過程,激活視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞,促其向大腦發(fā)送信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)在小鼠大腦視覺皮層檢測(cè)到光刺激引發(fā)的信號(hào),也觀察到小鼠對(duì)光有了反應(yīng)。
視網(wǎng)膜里的感光細(xì)胞通常負(fù)責(zé)捕捉光線,并啟動(dòng)大腦形成視覺的信號(hào)。在視網(wǎng)膜色素變性等遺傳性視網(wǎng)膜退行性疾病中,感光細(xì)胞會(huì)逐漸退化,但視網(wǎng)膜內(nèi)其他神經(jīng)細(xì)胞連接仍可能完好。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo),正是利用這些完好的細(xì)胞。
最新研制的納米粒子由光敏半導(dǎo)體石墨氮化碳制成,直徑約300納米,內(nèi)部中空——這種結(jié)構(gòu)讓它們非常適合捕捉可見光。其設(shè)計(jì)靈感部分來自葉綠體。當(dāng)這些納米粒子暴露在光下,會(huì)在周圍引發(fā)一系列物理和化學(xué)過程,進(jìn)而影響活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)。
團(tuán)隊(duì)已在多個(gè)生物學(xué)層面研究這種效應(yīng)。他們用精準(zhǔn)聚焦的激光,能激活細(xì)胞內(nèi)的單個(gè)納米粒子,觸發(fā)信號(hào)穿過細(xì)胞、傳給鄰近細(xì)胞;在心肌細(xì)胞中,普通LED光能影響細(xì)胞節(jié)律,讓它們跳得更同步。當(dāng)這些納米粒子被注射到患有晚期視網(wǎng)膜色素變性的小鼠眼中,并用光照亮小鼠眼睛時(shí),其視覺皮層出現(xiàn)活動(dòng),小鼠對(duì)光的反應(yīng)也發(fā)生了變化。在離體的豬視網(wǎng)膜組織中,研究也顯示,當(dāng)有納米粒子存在時(shí),LED光能激活神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。
團(tuán)隊(duì)表示,這些實(shí)驗(yàn)雖不意味著小鼠已恢復(fù)正常視力,但它顯示,即便負(fù)責(zé)感光的細(xì)胞已嚴(yán)重退化,這項(xiàng)技術(shù)仍能引發(fā)可測(cè)量的生物反應(yīng)。不過,在將其作為人體療法測(cè)試前,還需更細(xì)致地研究其長(zhǎng)期安全性和功能。(記者劉霞)
編輯:譚鵬