新一代納米感光材料可恢復(fù)盲鼠的視覺 | 中國(guó)發(fā)現(xiàn)
? 復(fù)旦學(xué)者利用具有光響應(yīng)、可植入視網(wǎng)膜的納米線陣列恢復(fù)盲小鼠視覺
撰文 | 鄭耿鋒、張嘉漪
責(zé)編 | 葉水送
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在視網(wǎng)膜中，對(duì)光敏感的感受細(xì)胞（光感受器）受光照射，產(chǎn)生的電信號(hào)啟動(dòng)了視覺過程。光感受器一旦損傷或退變（如常見的黃斑變性），由于光感受器不能自行修復(fù)，往往會(huì)導(dǎo)致失明。
用人工方法恢復(fù)視網(wǎng)膜的感光能力，是神經(jīng)科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)面臨的大難題。
近日，復(fù)旦大學(xué)腦科學(xué)研究院研究員、附屬中山醫(yī)院兼職教授張嘉漪課題組和復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室教授鄭耿鋒課題組聯(lián)手，經(jīng)過三年努力，將光敏納米線陣列植入盲小鼠眼底，使其恢復(fù)了視覺。相關(guān)研究成果于3月6日以“納米線陣列恢復(fù)盲小鼠視覺”（Nanowire arrays restore vision in blind mice）為題在線發(fā)表于《自然－通訊》（Nature Communications）雜志。
? 鄭耿鋒和張嘉漪為該論文的共同通訊作者。復(fù)旦大學(xué)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室博士生唐靜，腦科學(xué)研究院博士生秦楠、碩士生種顏為論文共同第一作者。
該合作團(tuán)隊(duì)受光感受器的結(jié)構(gòu)和功能啟發(fā)，研發(fā)了經(jīng)金納米顆粒修飾的二氧化鈦納米線陣列的人工光感受器。至于為何選擇這種材料，與其他修復(fù)材料比有何優(yōu)勢(shì)？該研究團(tuán)隊(duì)成員就此表示，主要基于三點(diǎn)考慮：1）和視網(wǎng)膜光感受器一樣，負(fù)載金的氧化鈦納米線有很大的長(zhǎng)寬比，光電性能好；2）該材料對(duì)藍(lán)光和綠光都有響應(yīng)；3）納米線陣列輕薄，能制備在柔性襯底上。
通過測(cè)量小鼠的瞳孔反射以及小鼠視皮層的光反應(yīng)，研究人員來判斷小鼠光反應(yīng)的恢復(fù)情況。二氧化鈦納米線陣列材料能夠在多大程度恢復(fù)小鼠的視覺？經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，納米線陣列使盲小鼠視網(wǎng)膜中存留的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（把視覺信號(hào)經(jīng)視神經(jīng)向大腦視覺中樞傳遞）恢復(fù)了對(duì)綠色、藍(lán)色和近紫外的光反應(yīng)，其對(duì)光的敏感度和空間分辨率均接近正常小鼠。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在活的盲小鼠眼底植入納米線陣列，發(fā)現(xiàn)視覺中樞（視皮層）的神經(jīng)元也恢復(fù)對(duì)光的響應(yīng)，瞳孔光反射也有改善，這些結(jié)果表明盲小鼠的視覺已恢復(fù)。
目前，該材料還無法讓小鼠感知色彩。研究人員表示，“這是一個(gè)很有挑戰(zhàn)的困難，未來計(jì)劃開發(fā)對(duì)不同顏色有不同選擇性的多種納米線陣列?！?/p>
據(jù)介紹，針對(duì)人的視力恢復(fù)，這項(xiàng)研究業(yè)已表明納米材料的眼底植入技術(shù)在臨床上可行，為黃斑變性等光感受器退化的疾病的治療提供了一條新途徑：通過研發(fā)新一代可植入性人工光感受器，可以幫助患者恢復(fù)視覺。
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Tang J et al. Nanowire arrays restore vision in blind mice. Nat. Comm, 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-03212-0.
制版編輯：常春藤
