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综述:光遗传学工具及其在终末期遗传性视网膜疾病治疗干预中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月30日 来源:Molecular Aspects of Medicine 10.3
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这篇综述系统阐述了光遗传学(optogenetics)技术在视网膜退行性疾病(如RP、AMD)治疗中的突破性进展,重点介绍了微生物(ChR2、ReaChR)和动物源(OPN4、视蛋白)光敏工具的优化策略,以及通过AAV载体靶向视网膜神经节细胞(RGCs)、双极细胞等实现视觉功能重建的临床转化路径。
视网膜作为精密的光信号处理器,包含五类神经元:感光细胞(视杆/视锥细胞)、双极细胞、水平细胞、无长突细胞和视网膜神经节细胞(RGCs)。视杆细胞负责暗视觉,视锥细胞介导色觉,其退化导致视网膜色素变性(RP)和年龄相关性黄斑变性(AMD)等疾病。RP患者通常先丧失周边视力,而AMD主要破坏中央视觉。
不同于基因治疗针对特定突变,光遗传学通过表达光敏蛋白(如ChR2、ReaChR)使残留视网膜细胞(如RGCs或双极细胞)重获光敏感性。微生物工具如阳离子通道ChR2(峰值470 nm)和红移变体ChrimsonR(590 nm)能直接调控膜电位,而动物视蛋白(如人视杆蛋白)则依赖G蛋白信号放大,灵敏度更高但动力学较慢。
RGCs:作为视网膜输出神经元,易通过玻璃体注射AAV靶向。临床案例显示,ChrimsonR联合AI护目镜已使RP患者恢复物体识别能力。
双极细胞:使用GRM6启动子特异性靶向ON双极细胞可保留视网膜内信号处理,提高分辨率。
休眠视锥细胞:超极化工具如eNpHR3.0能重新激活退化视锥,恢复ON/OFF通路。
红移工具(如ChRmine)和环境光敏感opsin的诞生减少了对强光刺激的依赖。AAV载体工程(如AAV2.7m8)和合成启动子提升了转染效率。然而,视网膜拓扑畸变和细胞直径限制(RGCs分辨率低于感光细胞)仍需AI视觉辅助设备补偿。
随着临床试验推进,光遗传学有望成为终末期视网膜疾病通用疗法。结合NIR光遗传学(TRP通道+金纳米棒)可兼容残留视力,为AMD患者提供新选择。工具灵敏度、动态适应与信号处理通路的优化将是下一阶段研究核心。
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