來自華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者們最近開發(fā)出了一種新的技術(shù)，能夠?qū)⒒蜣D(zhuǎn)入成體大腦的特定細(xì)胞中。這一技術(shù)已經(jīng)在動(dòng)物水平上得到了驗(yàn)證。最近的這一研究結(jié)果表明，該技術(shù)能夠用于改變腦回路的功能，并改變動(dòng)物的行為，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《Neuron》雜志上。  

該研究的通訊作者，來自華盛頓大學(xué)的生理學(xué)與生物物理學(xué)副教授Gregory Horwitz認(rèn)為這一研究能夠幫助科學(xué)家們更好地理解特定的細(xì)胞類型對(duì)大腦復(fù)雜的信號(hào)傳遞的功能。他們希望這一研究能夠幫助開發(fā)出新的，針對(duì)特定疾病的療法，例如癲癇等。    

（圖片來源：華盛頓大學(xué)）  

在這一研究中，作者們將基因插入了小腦結(jié)構(gòu)的細(xì)胞內(nèi)部。小腦的主要功能是負(fù)責(zé)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)，小腦功能的紊亂會(huì)造成方向感的缺陷。最近的研究表明小腦對(duì)于學(xué)習(xí)有一定的作用，而且可能與自閉癥以及精神分裂癥的疾病的發(fā)生相關(guān)。  

科學(xué)家們主要研究的是一類叫做Purkinje的細(xì)胞類型，這類細(xì)胞是以發(fā)現(xiàn)者，來自捷克的解剖學(xué)家Jan Evangelista Purkinje命名的。Purkinje細(xì)胞是大腦中最大的細(xì)胞類型之一，與數(shù)百種其它腦細(xì)胞存在聯(lián)系。  

而研究者們插入的是一種叫做channelrhodopsin-2的基因，該基因負(fù)責(zé)編碼一種光敏蛋白，能夠表達(dá)在腦細(xì)胞膜的表面。當(dāng)收到光線刺激的時(shí)候，能夠促進(jìn)離子跨膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，從而導(dǎo)致細(xì)胞的激活。  

這項(xiàng)技術(shù)是"光遺傳學(xué)"的一類，光遺傳學(xué)是目前研究小鼠大腦功能的常用手段，但對(duì)于傳統(tǒng)的光遺傳學(xué)改造來說，必須通過向小鼠胚胎細(xì)胞中進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作。  

Horwitz等人利用病毒載體，將特定的基因轉(zhuǎn)染到了Purkinje細(xì)胞中。此外，該基因與一類在Purkinje細(xì)胞中表達(dá)水平較強(qiáng)的啟動(dòng)子相連，使其能夠在轉(zhuǎn)染之后獲得較高水平的表達(dá)。結(jié)果顯示，通過將細(xì)胞進(jìn)行光線照射，能夠引起細(xì)胞的激活，從而對(duì)個(gè)體的行為產(chǎn)生調(diào)控。  

"這一試驗(yàn)結(jié)果表明通過修飾病毒載體能夠完成成體細(xì)胞的轉(zhuǎn)基因操作。下一步我們計(jì)劃利用其它的啟動(dòng)子Udine其它類型的細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染，從而方便進(jìn)一步的研究"。

原標(biāo)題：Neuron：成體腦細(xì)胞基因編輯調(diào)控個(gè)體運(yùn)動(dòng)