发布日期：2018-03-09
doi:10.1038/s41467-018-03212-0
近日，来自复旦大学附属中山医院的研究团队在《Nature Communications》上在线发表的一项发明，有望为视网膜退行性疾病带来治疗的希望——他们带来的一款人造光感受器，让失明小鼠重新对光产生了应答！
人造光感受器是近年来的研究热点。此类设备有望通过与受损的视网膜进行连接，人为将光信号转为神经信号，帮助患者重见光明。然而，此类设备却有着自身的局限——为了产生并传导信号，它们需要植入一个额外的微电子处理器，这限制了人造光感受器在体内的应用。如果能打破这一限制，无疑能拓展此类设备的应用前景。
这正是这支研究团队的突破所在。复旦大学的郑耿锋教授、张嘉漪研究员与同事们一道，研发出了一种涂有金纳米粒子层的二氧化钛纳米线阵列。这种创新材料可以用作人造光感受器，替代视网膜关键细胞的功能。具体来说，由于这些材料的特殊属性，在光的刺激下，它们能产生电压，从而有望刺激邻近的神经元，产生视觉应答。
▲此类材料的设计（图片来源：《Nature Communications》）
在小鼠实验中，这款特殊材料的效果得到了验证。研究人员们发现，它们能重塑视网膜神经节细胞对绿光、蓝光、以及近紫外光的响应。在空间维度上，新材料能达到的分辨率优于100微米！
这些响应究竟是来自视网膜双极细胞在光感受器的作用下，向神经节细胞传导的信号？还是直接来自于后者的直接激活？这是一个重要的问题。只有前者才说明人造光感受器能行使正常情况下的视网膜功能。为了区分两者，研究人员们进一步在实验小鼠中施用了谷氨酸受体拮抗剂。在正常情况下，这类拮抗剂能阻断双极细胞向神经节细胞的信号传导。后续研究表明，在此类拮抗剂施用的短短4分钟后，神经节细胞对光的响应就消失了。而当研究人员们洗去拮抗剂后，这些响应又得到了恢复。这一研究结果清楚地表明，此类人造光感受器很好地保留了视网膜环路应有的正常功能。
▲我们期待这项研究能早日造福有视觉缺陷的患者（图片来源：Pixabay）
后续研究则发现，初级视觉皮层里的神经元在植入该纳米线阵列后，对光产生了响应。尽管我们无法从小鼠口中确认它们能重见光明，但种种实验结果都支持这一观点。
研究人员们指出，此类技术将来有望应用于人类患者，为罹患视网膜退行性疾病的患者带来新的治疗方案。我们期待这项来自中国科学家的发明能尽早得到应用！
参考资料：
[1] Nanowire arrays restore vision in blind mice
来源：学术经纬
