黃斑變性年輕化趨勢加重,可調節近紅外光傳感器或成視力恢複新希望

作者:Lydia 來源:MedSci梅斯 日期:20-06-30

年齡相關性黃斑變性(AMD)是最常見的黃斑病變之一,也是50歲以上人群重度低視力和致盲的主要致病因素,而且隨著年齡增加,患病的危險顯著增高。而現在,年輕人的眼睛長期處於過度使用的疲勞狀態,對眼部組織造成了損傷或者加速了眼部組織的老化,提前了眼病的發生。眼底病老年人的“專利”卻出現在中年人甚至更年輕的人群身上。黃斑病變年輕化趨勢也越來越嚴重,如何有效治療黃斑變性導致的視力減退,也是大家比較關心的問題。

年齡相關性黃斑病變的影響因素大概分為三類:

一是生理因素:年齡相關性黃斑病變受遺傳影響較大,有家族病史的人尤其要注意。而且在發病人群中,女性要多於男性。

二是生活習慣:肥胖者、吸煙人群容易得黃斑變性。因此,要預防黃斑變性首先要戒煙,並控製體重。要多吃含色素的蔬果,如枸杞、黃玉米、菠菜、南瓜及含有花青素比較多的紅心火龍果、藍莓等。

三是環境因素:強光對黃斑的影響很大。應盡量少在強光下生活工作。日光強烈時外出要戴好墨鏡保護眼睛。冷色光對黃斑變性有很大影響。因此,家居裝修應少用熒光燈,多選白熾燈,射燈、LED燈等宜選用暖色調的。汽車的氙氣大燈千萬不要直視,這種燈光對眼睛損傷非常大。

目前對於年齡相關性黃斑尚無特效治療方法,尤其對於萎縮型AMD,大多數治療是針對滲出型AMD伴發的黃斑區脈絡膜新生血管。常見的治療方法有藥物治療、激光治療、放射療法及手術治療。臨床治療AMD時一般將多種治療方法綜合應用。

在退行性光感受器疾病的進展過程中,視網膜上的光敏感區和非敏感區共存。例如,黃斑變性患者失去視網膜中央部分的視力,但保留周圍視力。最近,Science上發表的一篇名為Restoring light sensitivityusing tunable near-infrared sensors(使用可調節近紅外傳感器恢複光敏感性)的文章,稱科學家們現在已經成功地開發出一種新的治療方法,在不影響剩餘視力的情況下恢複退化視網膜的光敏感性。

他們的靈感來自於蝙蝠和蛇,蝙蝠和蛇可以定位獵物身體發出的近紅外光,從而更精確地對環境做出反應。為了使視網膜感光器具有近紅外靈敏度,研究人員設計了一個三部分組成的係統。第一個組件為工程TRP通道,包含工程DNA,確保熱敏感通道的基因編碼隻在光感受器中表達。第二種成分是金納米棒,一種能有效吸收近紅外光的小粒子。第三種成分是一種抗體,它確保了在光感受器中表達的熱敏性通道與局部捕獲近紅外光並釋放熱量的金納米棒之間的強結合。

紅外光傳感器組件。

研究人員首先在視網膜退化的工程老鼠身上測試了他們的係統,確認近紅外光有效地刺激了感光細胞,並且這個信號被傳輸到視網膜神經節細胞。接下來,他們展示了用近紅外光刺激老鼠的眼睛也會被大腦中對意識視覺非常重要的區域——初級視覺皮層的神經元所接收。他們還設計了一個行為測試,其中未經治療的盲鼠無法使用近紅外刺激來學習簡單的任務,而接受三組分係統治療的盲鼠可以執行與近紅外刺激相關的任務。

匈牙利塞梅爾維斯大學的助理教授阿諾德薩博(Arnold Szabo)與他們合作,研究人員在培養基中存活數月的人類視網膜上測試他們的新方法。實驗結果表明,經過三成分基因治療,近紅外光照射重新激活了人類視網膜的視覺通路。

掃描電子顯微鏡圖像顯示金納米棒結合到一個rtrpv1轉導的人類視網膜。

“我們相信近紅外刺激是向盲人患者提供有用視力的重要一步,這樣他們就可以重新獲得閱讀或視物的能力,”DPZ視覺電路和修複初級研究小組負責人丹尼爾·希利爾說,“我們希望通過這些發現給盲人帶來希望,並將在我們的主要項目中,進一步加強在DPZ這一領域的研究活動,重點是恢複視力。”

總而言之,在這個研究中,研究者探索了一種使近紅外靈敏度在盲人視網膜能兼容其餘視力的方法。使用金納米棒耦合溫度敏感工程TRP通道來誘導盲小鼠的剩餘光感受器細胞體和體外人類視網膜的近紅外光敏感性。在小鼠中,近紅外光致敏的光感受器激活了大腦皮層的視覺回路,並激活了行為反應。通過不同的納米棒、表位標簽和TRP通道類型,研究者調整了不同波長和不同輻射功率的近紅外響應。在人的視網膜中,研究者在視網膜離體後8周重新激活了光感受器和視網膜通路。該研究中對人眼視網膜中近紅外光誘發活動的記錄,不僅為視覺轉化提供了原理證明,而且為研究人眼視網膜細胞類型和電路的功能提供了模型。

關鍵字:紅外光傳感器

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