CCB：利用光來誘發細胞自我毀滅 或有望開發多種疾病的新型療法

圖片來源：medicalxpress.com

2017年1月8日 訊 /生物谷BIOON/ --人類大腦或許是全宇宙中最複雜的研究對象了，其中包含有860億不同類型的細胞，這些細胞能夠製造超過100萬億個信息連接，對於研究人員而言這種複雜性讓他們望而生畏，當然很多科學家也希望能夠通過研究闡明大腦中這種錯綜複雜的網路如何產生出正常的認知信息，同時又是如何誘發神經變性疾病發生的。

當遇到複雜性的研究時，科學家們往往會從小事做起，在過去10年里，神經生物學家們開發出了一種名為「光遺傳學」的新型工具，其能夠利用光束以遺傳和空間的精度來開啟或關閉大腦神經網路中細胞的表達；利用這種工具研究者希望能夠逆向工程化地研究大腦功能的原則。

日前，一項刊登在國際雜誌Cell Chemical Biology上的研究報告中，來自加州大學舊金山分校（UC San Francisco）的科學家們就開發出了一種新型的光遺傳學工具，其能夠用來完全消除活體動物大腦神經網路中的單一細胞，研究者認為，這種名為miniSOG2的新型工具能夠幫助進行更加精準化的實驗來幫助研究者理解單一細胞如何聚集促成大腦整體功能的發揮。

文章中，研究者利用果蠅的外周神經元進行研究遺傳修飾，使得神經元細胞能夠發光，隨後研究者將兩種神經元暴露於特殊的藍光下，從而誘發miniSOG2產生活性氧，再將細胞暴露於毒性分子中，最終誘發細胞自我毀滅，24小時後進行第二次成像研究者發現，這種神經元已經完全消失了，而另外兩種未暴露於藍光下的神經元卻依然完整。在第二組實驗中，研究者想通過研究闡明這種新技術是否能夠用於研究所有種類的細胞（並不僅僅是神經元細胞），他們發現，去除果蠅幼蟲機體中特定發育的細胞會引發成年果蠅翅膀發生特殊的結構改變，這就表明，這種新技術或許就能夠用於研究單一細胞如何影響整個有機體的發育情況。

Xiaokun Shu教授說道，很多疾病都是由重要的細胞死亡而誘發的，比如，帕金森疾病就是由於大腦中多巴胺能神經元的死亡而引發的一種神經變性疾病，基於本文研究，我們就能夠在動物機體中模擬該神經元缺失的狀況，這對於後期深入理解多巴胺能神經元的正常功能，以及開發治療諸如帕金森等疾病的新型療法都提供了新的線索和希望。（生物谷Bioon.com）

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doi:10.1016/j.chembiol.2016.12.010

PMC:

PMID:

Precision Optogenetic Tool for Selective Single- and Multiple-Cell Ablation in a Live Animal Model System

Kalpana Makhijani6, Tsz-Leung To6, Rubén Ruiz-González, Céline Lafaye, Antoine Royant, Xiaokun Shu7