一项发表于《美国化学会志》(JACS)的新研究展示了一种创新的光药理学策略,通过滴眼液或眼内注射递送光敏小分子,成功恢复了失明小鼠和斑马鱼模型的视觉功能。该研究由巴塞罗那生物工程研究所(IBEC)的Pau Gorostiza教授领衔,联合西班牙多所机构,为全球约2亿因感光细胞退化而失明的患者带来了新的希望。
光敏分子:替代感光细胞的功能
在老年性黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP)等疾病中,视网膜的感光细胞逐渐凋亡,但下游的神经回路大多保持完整。这些存活的回路不再接收光信号,导致视觉信息无法传递。研究团队开发的prosthe6化合物,是一种光敏开关分子,能够靶向ON双极细胞上的mGlu6受体,在光照下改变构象,激活下游信号通路,模拟感光细胞的功能。Gorostiza教授强调:“这些分子并不能治愈失明,因为它们不解决感光细胞退化的根本原因,但它们在恢复视觉方面非常有效,且方法简单、患者友好。”该策略的核心在于“分子假体”概念,即用药物替代缺失的感光信号,而非绕过视网膜处理过程。
动物实验:恢复避光行为和视动反射
研究团队在斑马鱼幼鱼和小鼠模型中验证了prosthe6的效果。在失明的斑马鱼中,药物恢复了视动性眼反射(OKR),即眼球追踪运动的能力。在AMD和RP小鼠模型中,接受prosthe6治疗后,小鼠重新表现出对黑暗环境的天然偏好,表明它们能够感知光线并据此调整行为。值得注意的是,这种恢复发生在室内照明或阴天光线下,无需特殊强光刺激。两种化合物prosthe6-12和prosthe6-15效果尤为突出,无论是眼内注射还是滴眼液给药均有效。共同领导者Pedro de la Villa教授解释:“在健康视觉中,ON双极细胞负责传递光存在的信息。在退化性疾病中,虽然感光细胞丢失,但大部分回路保持完整但失活,这提供了巨大的治疗机会。”
未来展望:从实验室到临床的挑战
尽管结果令人振奋,但prosthe6仍处于早期阶段。目前,该技术已获得专利保护,研究团队正与衍生公司Eyelumina合作,推进安全性评估和制剂开发,以延长视觉恢复时间。Gorostiza教授表示:“将这项技术转化为疗法是一个漫长而艰巨的过程,但结果表明,通过药物非侵入性、可逆地恢复高质量视觉是现实可能的,且不依赖于特定遗传突变,有望惠及大多数患者。”然而,动物实验的成功能否转化为人类疗效仍未知,未来需要更多临床试验验证其安全性和有效性。
DOI: 10.1021/jacs.5c18611