斯坦福研究人员通过基因治疗恢复盲小鼠的视力

在斯坦福医学实验室内发生了一件非常不可思议的事情。通过损伤视神经而使视力受损的小鼠已经过训练，可以通过基因和视觉刺激疗法的组合再次观察。这是有史以来第一次在哺乳动物中成功地重建了眼睛和大脑之间断裂的连接，并且可以为患有各种眼部损伤和疾病的人提供希望，包括青光眼。

“我非常乐观地认为，在未来五年内，我们将会有一些治疗可能不是完全恢复视力，而是在一些重要条件下对失明进行一些治疗，”Andrew Huberman，研究，告诉 逆 。小鼠研究结果于周一公布 自然神经科学.

这是Huberman团队所做的。该实验共涉及近100只小鼠;科学家通过手术切开并用镊子夹住视神经，在一只眼睛中“诱发失明”。与身体其他部位的细胞不同，中枢神经系统的神经细胞不会自然再生。它类似于脊髓损伤和中风导致永久性身体损伤的方式;将眼睛连接到大脑的神经元以相同的方式起作用。

在使小鼠功能失明后，研究人员开始尝试刺激神经元再生的方法。一些小鼠接受了病毒基因治疗 - 他们的眼睛注射了病毒，但这种病毒不是有害的，而是传递了一段DNA，旨在刺激靶细胞的生长。这种方法有点……神经轴突显示出一些向大脑的生长，但还不足以重新建立连接。小鼠和没有治疗的人一样失明。

另一组小鼠接受非侵入性视觉刺激治疗。 Huberman说，他们被安置在“一种适合老鼠的IMAX影院”中，他们每天花几个小时向他们展示移动的黑白条纹。这里的想法是神经元不会再生，除非有电脉冲通过它们。从理论上讲，这种强烈刺激应该会促使轴突超出损伤部位并进入大脑。结果？嗯 - 治疗有点起作用，但不是真的。接受这种治疗的小鼠表现出与接受基因治疗的小鼠一样多的神经再生。

当研究人员将这两种疗法结合起来时，神奇就发生了。 “我们看到了巨大的协同效应，”Huberman说。 “视网膜神经节细胞轴突生长的距离和速度增加了500倍。并且在通常它们根本不会生长的同一时间段内，它们设法一直生长回大脑。所以这真的令人难以置信，当我们第一次看到它时，我们甚至都不相信它。但是我们在至少20只小鼠中重复了很多次，我们也通过各种对照实验证实了这一点，我们现在相信这一结果。“

这是令人惊讶的部分： 那些老鼠可以再次看到。 他们的视野没有完全恢复，但它足以让他们能够制造出越来越多的阴影，模仿逼近的捕食者，并通过寻找掩护来做出适当的反应。 Huberman说，这将是人类从完全盲目到能够制造大型物体及其在房间中的位置的功能等同物。

另一个重要的研究问题是，如果神经元再生可以被刺激，那些神经元是否会以正确的方向生长并与大脑中的正确位置连接。 “这可能是神经元不能再生的原因是因为没有连接而不是错误的连接更好吗？”Huberman问道。有不同种类的视网膜神经节细胞，你不会想要，例如，响应运动的细胞与大脑调节情绪的部分相关联。 “那会很糟糕，因为那样，你可以想象，每当有什么东西在你的视野中移动，那么你会重置你的情绪，或者有一些情绪调整。”

但是，无论出于何种原因，切断的轴突保留了找到正确通路并与大脑正确区域连接的能力。研究人员通过遗传修饰一些小鼠来证明这一点，因此只有某些类型的细胞在其视神经中表达绿色荧光蛋白（GFP）。然后，在路径重新生长之后，科学家们可以看到他们去了哪里，并确认他们重新连接到他们受伤前的那个地方。 “我们发现，当这些细胞再生时，它们会找到回家的路。他们沿着这条漫长曲折的道路前行，但他们找到了自己的方式，“胡贝尔曼说。

这是一个好消息 - 特别是因为Huberman不想浪费任何时间来试验人体。 “我们直接走向人类，”他说。 “近二十年来，我一直致力于视网膜和视觉系统的开发，我已经达到了这样的程度，我觉得这个领域有工具，并准备开始在人体中进行基因治疗试验。”一些研究人员他说，他们已经在人体试验中使用类似的病毒基因治疗。

Huberman还与虚拟现实，游戏和手机软件领域的研究人员合作，开发出类似IMAX鼠标的程序，作为通过视神经刺激连接的一种方式。青光眼是导致人类失明的第二大原因，它的作用非常类似于小鼠视神经的挤压，这是因为视神经的压力越来越大，逐渐使神经连接退化。 （人类失明的主要原因是白内障，可通过手术切除治愈。）

但Huberman强调，对这项研究的影响超出了盲人的视力。可以开发类似的干预措施来应对中枢神经系统在各种情况下的退化 - 损伤后脊髓再生，中风后重新连接运动神经元的通路，甚至可能维持神经元参与阿尔茨海默氏症的学习和记忆。

胡贝尔曼表示，他非常有信心这一领域的研究将继续取得重大进展。国家眼科研究所已开始实施其“大胆目标倡议”，该倡议专门致力于开展失明治疗，其中失明原因与眼睛和大脑有关。想象一下：未来可能会有再生取代退化。