索尔克的科学家将超声技术用于神经治疗
新兴的声波遗传学技术——一种用声音控制细胞的技术——有可能在未来取代药物或侵入性手术治疗癫痫、帕金森病或创伤后应激障碍等神经疾病。
索尔克研究所的科学家首创了用超声波刺激的想法神经元并创造了“声波遗传学”一词，他将参加美国国防高级研究计划署的ElectRx项目，旨在将他的实验室的工作提高到一个新的水平，并获得75万美元的新资金。
“我们大约在六年前启动了这个项目，当时我们第一次将超声波引入实验室来研究生物系统，”索尔克大学副教授Sreekanth Chalasani说，他是这项拨款的主要研究员。“我们想知道超声波是否能刺激线虫的行为——线虫是一种简单的生物，其基本神经回路与我们自己的神经回路相似——令人惊讶的是，我们发现它是可以的。”
2012年，Chalasani获得了索尔克创新基金(Salk Innovation Grant)，以探索他的想法，即对蠕虫的神经元进行基因工程，使其对声波做出反应。他2015年首次在线虫上演示了该技术研究表明，传播到蠕虫体内的低强度超声波会导致一种名为TRP-4的化学敏感分子通道打开并激活脑细胞。然后，他的团队使用分子生物学技术将TRP-4通道添加到通常对超声波没有反应的神经元中，成功地激活了它们，并影响了蠕虫的行为。该实验室利用他们方法的早期成功获得了美国国立卫生研究院(NIH)通过推进创新神经技术(Brain)计划进行的大脑研究的一笔拨款，以探索可被超声靶向的其他分子通道。该团队还展示了该技术在小鼠模型上的效果。
在声波遗传学发展之前，科学家使用一种叫做光遗传学的工具用光刺激神经元。虽然光遗传学仍然是神经科学研究的一个非常有价值的工具，但这种方法有一些治疗局限性。
Chalasani实验室的研究科学家Yusuf Tufail说:“使用光遗传学，你需要通过外科手术在你的目标组织中或非常靠近的地方植入某种探针或发光设备。”“但有了超声遗传学，你就不需要手术了，因为使神经元对超声波敏感的基因成分可以通过治疗性病毒传递，然后从体外应用超声刺激，就像怀孕超声波一样。”
现在，研究小组的目标是寻找能够对超声波但这些蛋白质不会激活神经元，而是会抑制细胞。非侵入性抑制和激活神经元的方法具有巨大的治疗潜力。
“声波遗传学是一种非常令人兴奋的方法，我们可以用它来治疗不同的疾病神经疾病而不需要侵入性地将电极植入患者体内，”Chalasani实验室的研究助理Corinne Lee-Kubli说。“理论上，帕金森病、神经性疼痛、创伤后应激障碍和瘫痪等运动障碍都可以从超声遗传学方法中受益。”
有了这个新的支持，该团队将建立新的，定制的仪器来开发和评估技术。
查拉萨尼补充说:“我们对获得的结果感到兴奋。我们对这项技术的前景感到兴奋，我们认为它可能会给神经科学和医学领域带来革命。”
进一步探索
