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美國院士Cell:將光遺傳學與藥理學結合

日期:2015-08-21 08:59:56

 最近,一個跨學科的研究團隊,制備了一種可遙控的光流體植入設備,可同時向神經元傳遞藥物和光信號,從而提供了經驗和臨床價值。相關研究結果發表在最近的國際頂級期刊《Cell》。

 

在過去的十年中,藥理學光遺傳學技術,在神經元水平上為研究人員提供了關于“大腦內部運作方式”的無數見解。但是,將這兩種技術相結合,已被證明是一個挑戰——尤其是,如果科學家們想在更自然的環境中調查神經信號,金屬插管和光纖電纜是這類研究所必需的。延伸閱讀:Nature子刊:光遺傳學植入裝置重要突破。

 

華盛頓大學醫學院神經生物學副教授Michael Bruchas說:“很長一段時間以來,人們一直都使用插管。但當你使用這些技術時,可能會有組織的位移、病變和炎癥。它們也可能會阻礙這些動物的四處走動,是一種很有壓力的體驗。在我們實驗室里,我們研究情感行為和壓力,——我們非常想了解,在特定大腦回路中的不同受體是如何運作的。所以我們想找到一種方法,來開展傳統光遺傳學,同時也具有一個平臺,能夠以一種微創的方式傳遞藥物。”

 

Bruchas和美國工程院院士、伊利諾伊大學香檳分校的John Rogers教授,及其帶領的材料科學家和工程師團隊一起,創建了一種新的光流體植入裝置,大約是人類頭發的大小,厚80微米和寬500微米,比目前使用的插管和光纖光纜要薄得多。Bruchas說:“有了這種新的工具,我們可以有效地打開和關閉同一動物的行為——所有這一切是以無線的方式、使用遙控器完成的。這項技術——將光遺傳學和藥理學結合,將使我們能夠回答關于‘當它們調節應激行為時,在不同的腦電路中會發生什么’的一些真正新的和具體的問題。”

 

Bruchas強調,這種植入設備將來也可能轉化為診床。他說:“你可以想象,一個帶有許多種電能傳感器的閉環系統,能通過大腦的活動來感覺到癲癇發作的情況,然后立即打開對應藥物并傳遞到所需的部位。它能夠對于藥物有效的時間、然后將其定位到一個部位,具有很多的價值。這里有很多種可能性。”

 


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