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西班牙新型光开关疗法成功恢复动物视力

2026年7月16日   西班牙讯   

     由感光细胞退化引起的致盲疾病,例如年龄相关性黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP),影响着全球2亿人,是导致视力障碍和失明的主要原因。除了对个人生活质量和独立性造成影响外,视力丧失还会给全球带来沉重的经济负担,据估计,每年医疗保健费用和生产力损失超过4000亿美元。

    在许多此类疾病中,视网膜的光感受器细胞会逐渐退化死亡。尽管下游视网膜神经回路基本保持完整且功能正常,但它不再接收将视觉信息传递至大脑所需的光信号。这一契机促使人们投入大量研究,致力于开发能够恢复眼睛光敏感性的治疗方法。目前的策略包括基因疗法(仅对携带特定基因突变的极少数患者有效)和电子视网膜假体(但后者具有侵入性、价格昂贵,且需要大量的培训才能有效使用)。近年来,光遗传学和光敏药物已进入临床试验阶段,后者取得了令人鼓舞的安全性结果,但在环境光照条件下实现高质量视觉仍然是一项重大挑战。

     由加泰罗尼亚生物工程研究所 (IBEC) 牵头的研究团队在人类视力恢复领域取得了重大进展。该研究成果发表于《美国化学会志》(JACS),研究提出了一类新型光敏小分子药物,能够在动物失明模型中恢复关键的视觉功能。这些化合物可以通过眼内注射(类似于其他眼科药物)或滴眼液的方式,取代感光细胞的功能。无论采用哪种方式,都不需要基因改造或植入装置。此外,这些化合物展现出良好的安全性,使其成为未来视力恢复疗法的潜在候选药物。

     ICREA 研究教授、IBEC 纳米探针和纳米开关小组负责人、CIBER-BBN 成员、该研究的共同负责人 Pau Gorostiza 解释道:“这些分子并不能治愈失明,因为它们没有解决感光细胞退化的根本原因。但它们在恢复视力方面非常有效,而且它们采用的方法非常简单,对患者来说也可能很友好,”

     巴塞罗那大学前博士生、现任IBEC Gorostiza研究组博士后研究员、该研究的共同第一作者Rosalba Sortino说道:“我们的目标是利用尽可能接近健康视网膜运作方式的分子机制来恢复视力,我们没有绕过视网膜的处理过程,而是力求在视网膜回路中与受损感光细胞相同的层面上重新激活它。”

     这项工作建立在十多年的研究基础上,并与阿尔卡拉大学 (UAH) 的 Pedro de la Villa 领导的团队以及加泰罗尼亚高级化学研究所 (IQAC-CSIC)、巴塞罗那大学 (UB)、拉蒙·卡哈尔健康研究所 (IRYCIS)、巴塞罗那自治大学 (UAB) 和爱德华·索莱尔基金会的研究人员合作完成。

在动物模型中恢复视觉功能
    该方法基于光药理学,这是一种利用光可逆地控制药物活性的技术。这项创新技术通过添加光激活分子开关来修饰药物的化学结构,从而实现用光控制其药理作用。为此,研究人员开发了一类名为prosthe6的化合物,该化合物靶向ON双极神经元,并成功恢复了失明斑马鱼幼体(一种广泛用于研究视力的模型)的扫视眼动(视动反射)。更引人注目的是,研究人员还证明了在年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性的小鼠模型中,小鼠的先天性避光行为得到了恢复。

    健康的小鼠天生偏好黑暗环境,本能地避开光线明亮的区域,这种行为完全依赖于功能正常的视觉系统。相比之下,失明的小鼠则失去了这种偏好,由于无法感知光线,它们会在明暗空间之间模糊地移动。经过prosthe6治疗后,失明的小鼠再次表现出对黑暗区域的明显且自发的偏好,表明它们能够感知光线并利用这一信息来指导自身行为。这种恢复无需任何训练,且是在与室内或阴天光照水平相当的条件下发生的,这表明该治疗方法能够恢复小鼠的功能性光感知能力,从而驱动其自然的、视觉引导的行为。

   两种先导化合物prosthe6-12和prosthe6-15表现出特别令人鼓舞的结果。不仅眼内注射后观察到行为恢复,滴眼给药后也观察到了行为恢复。

将目标对准视网膜的正确位置
     这些化合物的作用机制是作用于一种名为ON双极细胞的特定视网膜细胞,这些细胞通常接收来自感光细胞的信号。该研究的共同负责人德拉维拉解释道:“在健康的视力中,ON双极细胞在将光线信息传递给视觉回路的其他部分方面发挥着关键作用。在退行性眼病中,尽管感光细胞已经丢失,但大部分相关的神经回路仍然完整,只是处于非活性状态。 这为治疗提供了一个重要的契机,”

  
     通过靶向视网膜尚存区域中的一种蛋白质(mGlu6 ),prosthe6化合物可以替代缺失的光感受器的功能。当光线进入眼睛时,这些分子会改变自身形状,从而在视网膜内触发信号,其方式与自然视觉极为相似。这样,这些药物就如同“分子假体”,无需植入物或基因改造,就能帮助眼睛重新处理光线。

    重要的是,这些化合物的设计使其能够在正常光照条件下发挥作用,无需像光遗传学那样使用光增强设备。它们是水溶性小分子,能够响应普通的可见光或白光,例如室内照明或日光,而无需强光或特殊光源。

从基础化学到转化科学
     这项研究的时机也意义重大:它紧随首个用于恢复视力的光药理学药物临床试验在期刊上发表之后,该药物针对的是一种与本研究不同的蛋白,这凸显了这种新兴的治疗策略即将惠及患者。

     这项名为prosthe6的技术已获得专利保护,研究人员目前正在评估其安全性和配方,以延长视觉康复的持续时间。该团队还与一家名为Eyelumina的初创公司合作,该公司正在筹建中,旨在获得投资,以支持转化研究和未来的临床试验。

       戈罗斯蒂扎说:“将这种方法转化为治疗手段是一个艰辛的过程,但结果表明,通过药物以非侵入性、可逆的方式恢复高质量视力,并且其作用机制独立于特定的视网膜疾病或基因突变,从而惠及大多数患者,这并非不可能。”

     如果药物疗法在人体试验中取得成功,它将为现有的视力恢复技术提供一种广泛可及且价格合理的替代方案,尤其适用于目前尚无有效治疗方法的晚期视网膜变性患者。

      这项研究获得了来自患者基金会 Fundaluce (2016)、CaixaHealth (Drug4sight, 100010434)、加泰罗尼亚政府 (Innovadors、Producte 和 Peris 计划) 以及 CIBER-BBN (价值化计划) 的种子资金。

来源:
加泰罗尼亚生物工程研究所 (IBEC)

https://www.news-medical.net/new ... -blind-animals.aspx
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