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光遗传学可能使神经系统疾病中独立于突变、特定的神经元功能得以恢复。色素性视网膜炎是一种神经退行性眼病，光感受器的丧失可导致完全失明。

2021年5月24日，来自美国匹兹堡大学等研究团队在Nature Medicine上在线发表了题为“Partial recovery of visualfunction in a blind patient after optogenetic therapy”的研究论文，首次实现了神经退行性疾病在光遗传治疗后的部分功能恢复。

视网膜色素变性（RP）是一种进行性的、遗传性的、单基因的或很少是双基因的致盲疾病，由超过71个不同基因的突变引起。它影响着全世界200多万人。除了对一种由基因RPE65突变引起的早发RP的基因替代疗法外，目前还没有批准的RP疗法。

光遗传视力恢复是一种独立于突变的方法，用于恢复RP后期视力丧失后的视觉功能。PIONEER研究旨在评估一种针对晚期非综合症RP患者的研究性治疗方法的安全性（主要目标）和有效性（次要目标），该方法结合了注射光遗传载体和佩戴医疗设备，即光刺激护目镜。GS030-DP的概念证明和PIONEER临床试验中使用的GS030-DP剂量是在非人灵长类动物研究中确定的。

光遗传载体是一种血清型2.7m8的腺相关病毒载体，编码光感应通道视黄素蛋白ChrimsonR与红色荧光蛋白tdTomato融合，通过单次玻璃体内注射进入视力较差的眼睛，主要针对眼窝视网膜神经节细胞。融合蛋白tdTomato是为了增加ChrimsonR在细胞膜的表达。ChrimsonR-tdTomato的峰值灵敏度约为590纳米（琥珀色）。

研究人员选择了ChrimsonR，它在现有的光遗传学传感器中具有最红移的作用光谱之一，因为琥珀色的光比用于激活许多其他传感器的蓝光更安全，并导致较少的瞳孔收缩。光刺激护目镜使用一个神经形态照相机从视觉世界捕捉图像，该照相机逐个像素检测强度的变化。然后，护目镜将这些事件转化为单色图像，并将其作为局部595纳米的光脉冲实时投射到视网膜上。

在一个盲人患者身上，研究人员将眼内注射编码ChrimsonR的腺相关病毒载体与通过工程护目镜进行的光刺激相结合。护目镜检测局部的光强度变化，并将相应的光脉冲实时投射到视网膜上，以激活光遗传学转导的视网膜神经节细胞。患者在佩戴护目镜时，仅用经过矢量处理的眼睛就能感知、定位、计数和触摸不同的物体。在视觉感知过程中，多通道脑电图记录显示了视觉皮层上方与物体有关的活动。患者在注射护目镜之前或注射护目镜之后都无法在视觉上发现任何物体。

总之，这是第一个报道的神经退行性疾病在光遗传治疗后部分功能恢复的案例。

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