<<返回上一页

光遗传学:用激光控制脑细胞

发布时间:2017-12-15 08:02:09来源:未知点击:

作者:Ewen Callaway使用对激光颜色敏感的新发现的微生物蛋白,可以像灯泡一样打开和关闭脑细胞这一发现是光遗传学快速发展领域的最新成果,已经为研究人员提供了对实验动物大脑回路的无与伦比的控制该技术可能导致治疗癫痫,帕金森病和失明等疾病新科学家解释了科学及其承诺科学家如何用激光控制脑细胞当带电的原子 - 离子 - 涌入和流出它们时,神经元会发射,从而在它们的膜上产生微小的电势 2005年,加利福尼亚州斯坦福大学的一个研究小组报告说,当它们被遗传转化为神经元时,光敏微生物蛋白也可以移动离子,从而导致相同的变化一种藻类蛋白质,通道视紫红质-2,当沐浴在蓝光下时会使神经元开启,而它的箔片halorhodopsin在黄光下使神经元沉默如果这些蛋白质已经存在,那么新的是什么 Channelrhodopsin-2可以游泳:它最近帮助确定了一个大脑回路,当它被激活时,可以缓解帕金森病的症状然而,halorhodopsin没有达到希望神经科学家埃德博伊登说,这种蛋白质不能完全沉默神经元,并且在反复循环光照后变得迟钝,他和他的同事Karl Deisseroth在斯坦福大学合作研究这两种蛋白质:“它效果不好而且没有找到太多现在,Boyden的麻省理工学院团队已经发现了两种新的光敏蛋白,可以完成任务,最后为脑细胞提供开/关开关 “我们可以对神经元进行数字关闭,”他说为什么这有用博伊登说,首先,新蛋白质使研究人员有能力梳理出特定的大脑回路如何成为行为的基础它们可以被基因工程改造成特定种类的神经元,例如那些参与形成某种记忆的神经元然后可以在实验动物中关闭这些细胞以观察它们的行为如何变化此外,一种新发现的蛋白质,称为Mac,在蓝光而不是黄光下关闭神经元通过在一种细胞类型中表达Mac并在另一种细胞中表达黄色敏感的“关闭开关”蛋白质,可以独立沉默源自单个区域的两组神经元,例如前额叶皮层,但是飞到不同部位大脑光遗传学是否会被用于治疗人类疾病很难说然而,临床试验可能会在未来十年内开始,参与Eos公司的Boyden说,该公司旨在利用光遗传学来治疗失明另一家初出茅庐的公司希望将这项技术应用于脊髓损伤这些努力的成功将取决于安全有效地将基因和光传递给神经元的能力 - 这绝非易事博伊登认为,即使人类大脑永远不会受到激光控制 - 就像苍蝇,老鼠甚至是猴子一样 - 光遗传学几乎肯定会导致医学上的突破如果光遗传学研究可以确定神经和精神疾病中受干扰的大脑回路,这些细胞可以用药物或更成熟的技术(如深部脑刺激)进行靶向 “我们可以将这些工具用于真正的治疗原则,”他说期刊参考:Nature,DOI:10.1038 / nature08652关于这些主题的更多信息: