随着单个基因插入，盲小鼠恢复了视力

这很简单。加利福尼亚大学伯克利分校的科学家将一个用于绿灯受体的基因插入了盲小鼠的眼睛，一个月后，他们像没有视力问题的小鼠一样轻松地在障碍物周围导航。他们能够看到运动，亮度在千倍的范围内变化，并且在iPad上的细节足以区分字母。

研究人员说，在短短三年之内，可以在人类中尝试通过视网膜变性而失去视线的人类来尝试这种基因疗法，理想地使他们能够四处走动并有可能恢复他们的能力阅读或观看视频。

加州大学伯克利分子教授和细胞生物学海伦·威尔斯神经科学研究所的主任。“通过视网膜的神经退行性疾病，通常所有人都试图做的是停止或放慢进一步的变性。但是，几个月内恢复图像的事情 - 这是一件了不起的事情。”

全球约有1.7亿人与年龄相关性黄斑变性这袭击了55岁以上的十分之一的人，而全世界有170万人具有最常见的遗传性失明形式，即色素性视网膜炎，这通常使人们在40岁时失明。

“我有没有的朋友光感知，他们的生活方式令人痛苦。例如，每次他们去旅馆时，每个房间的布局都会有所不同，他们需要有人在他们的头部建造3D地图时将它们带到房间。每天的物体，例如低咖啡桌，可能是危险的危险。严重，致命视力丧失的人中的疾病负担是巨大的，他们可能是这种疗法的第一批候选者。”

目前，此类患者的选择仅限于挂在一副眼镜上的摄像机上的电子植入物 - 一种尴尬，侵入性和昂贵的设置，在视网膜上产生图像，目前相当于几百个像素。正常，敏锐的视力涉及数百万像素。

纠正负责视网膜变性的遗传缺陷也不是直接的，因为仅有250多个不同的遗传突变导致色素性视网膜炎。其中约90％杀死了视网膜感光细胞- 对昏暗敏感的杆光，以及圆锥，用于日光色彩感知。但视网膜变性通常会节省其他视网膜的其他层细胞，包括双极和视网膜神经节细胞，这些细胞在人们完全失明后数十年来仍然保持健康，尽管对光线不敏感。

在小鼠的试验中，加州大学伯克利分校（UC Berkeley Team）成功地使90％的神经节细胞对光敏感。

Isacoff，Flannery及其加州大学伯克利分校的同事将在3月15日在线出现的一篇文章中报告他们的成功。自然通讯。

“你本可以在20年前做到的

为了逆转这些小鼠的失明，研究人员设计了针对视网膜神经节细胞的病毒，并用基因将其用于光敏受体，绿色（中波长）锥体OPSIN。通常，这种OPSIN仅通过锥形感受器细胞表达，并使它们对绿黄色光敏感。当注射到眼睛中时，该病毒将基因带入了神经节细胞中，这些细胞通常对光不敏感，使其光敏，并能够向被解释为视觉的大脑发送信号。

弗兰纳里说：“对于我们可以测试小鼠的极限，您无法在没有特殊设备的情况下告诉普通小鼠的光遗传学治疗的小鼠行为。”“在患者中转化为什么还有待观察。”

在小鼠中，研究人员能够将Opsins传递给视网膜中的大多数神经节细胞。要治疗人类，他们需要注入更多的病毒颗粒，因为人眼比小鼠眼睛的神经节细胞多数千倍。但是，加州大学伯克利分校（UC Berkeley Team）开发了增强病毒输送的手段，并希望将新的光传感器插入类似高百分比的神经节细胞中，这与相机中非常高的像素数量相等。

经过十多年的尝试，伊萨科夫和弗兰纳里（Isacoff）和弗兰纳里（Flannery）尝试了更复杂的方案，包括插入基因设计的神经递质受体和光敏化学开关的存活视网膜细胞组合。这些起作用，但没有达到正常视力的敏感性。来自其他地方测试的微生物的Opsins也具有较低的灵敏度，需要使用轻度放大护目镜。

为了捕获自然视觉的高灵敏度，伊萨科夫和弗兰纳里转向了光感受器细胞的光受体蛋白。使用自然感染神经节细胞的腺相关病毒（AAV），Flannery和Isacoff成功地将视网膜OPSIN的基因传递到神经节细胞的基因组中。以前的盲小鼠获得了持续一生的视力。

Isacoff说：“该系统确实非常非常令人满意，部分原因是它也很简单。”“具有讽刺意味的是，您本可以在20年前做到的。”

伊萨科夫（Isacoff）和弗兰纳里（Flannery）正在筹集资金，以将基因疗法在三年内将基因疗法带入人类试验。FDA已批准了类似的AAV输送系统，用于退化性视网膜疾病并且没有医疗选择的人的眼病。

它不可能起作用

根据弗兰纳里（Flannery）和伊萨科夫（Isacoff）的说法，视野中的大多数人会质疑Opsins是否可以在其专业棒和锥形感受器细胞之外工作。光感受器的表面用Opsin（杆中的Rhopopsin和圆锥形中的绿色和蓝色opsin）装饰，它们嵌入了复杂的分子机器中。分子继电器 - G蛋白偶联受体信号级联反应，可以有效地扩大信号，以至于我们能够检测到光的单光子。一旦酶系统检测到光子并变为“漂白”，就会充电。反馈调节使系统适应非常不同的背景亮度。并且专门的离子通道会产生有效的电压信号。没有移植整个系统，可以合理地怀疑Opsin无法正常工作。

但是伊萨科夫（Isacoff）专门研究神经系统中G蛋白偶联受体，他知道所有这些部分都存在于所有细胞中。他怀疑OPSIN会自动连接到视网膜神经节细胞。他和弗兰纳（Flannery）最初尝试了视紫红质，这比锥蛋白更敏感。

令他们高兴的是，当将Rhodopsin引入小鼠的神经节细胞中时，它们的棒和锥体已经完全退化并且因此是盲目的，这些动物恢复了从光线上辨别黑暗的能力 - 甚至淡淡的房间光线。但是，Rhodopsin证明太慢，图像和对象识别失败。

然后，他们尝试了绿色的锥蛋白，该蛋白的反应速度比Rhodopsin快10倍。值得注意的是，小鼠能够区分平行线与水平线，线间隔与广泛间隔（标准的人类敏锐任务），移动线与固定线路的区分。恢复的视觉非常敏感，以至于可以将iPad用于视觉显示，而不是更明亮的LED。

伊萨科夫说：“这有力地将信息带回家了。”“毕竟，盲人重新获得阅读标准计算机监视器，通过视频交流，观看电影的能力将是多么美妙。”

这些成功使Isacoff和Flannery希望走得更远，并找出动物是否可以通过恢复的视力在世界范围内导航。令人惊讶的是，在这里，绿色的锥体Opsin也是成功的。盲目的小鼠重新获得了执行最自然行为之一的能力：识别和探索三维对象。

然后，他们问了一个问题：“如果一个有恢复视力的人在户外露出光明的光线会怎样？他们会被灯光蒙蔽吗？”伊萨科夫（Isacoff）说，在这里，系统出现了另一个引人注目的功能：绿色锥体Opsin信号通路适应。以前被盲目调整为亮度变化的动物，可以执行任务以及视力动物。这种适应性在大约一千倍的范围内起作用 - 本质上是平均室内和室外照明之间的差异。

弗兰纳里说：“当每个人都说它永远不会起作用，而且你疯了，通常这意味着你正在做某事。”确实，这是使用LCD计算机屏幕首次成功恢复图案视觉的事情，这是第一个适应环境光的变化，也是第一个恢复自然物体视觉的。

加州大学伯克利分校（UC Berkeley）团队现在正在对该主题的工作测试差异，该主题可以恢复彩色视觉并进一步提高敏锐度和适应性。

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