精準治癌？新型光遺傳學工具可準確揭示化療藥物細胞訊號作用途徑

大多數疾病的出現，究其根本，都是由細胞訊號過程異常造成的。對很多疾病，科學家需要對細胞訊號進行基礎性研究，以確定未來治療方法的靶點，尤其是在目前還沒有有效治療手段的情況下。

細胞光遺傳學研究如何利用光在空間和時間上精確地控制細胞訊號，使其成為疾病研究的寶貴技術。然而，這種潛在的革命性的方法對於許多研究者來說是很難使用的，因為很多實驗用的光本身會對生物系統產生不利影響，導致光遺傳學工具可以意外地迅速失活。

現在，芬蘭圖爾庫大學的研究人員與德國法蘭克福大學醫院合作，開發出一種利用共振能量轉移的量子力學現象的光遺傳學工具。新方法可以準確地提示使用者，該工具何時在細胞中失活，使之如果需要延長活動時間，可以及時地使用附加光來重新啟用工具。

將這些進展與現有的工具和知識相結合，研究人員能夠設計和製造更有效的光遺傳學工具來研究訊號通路。利用改進後的工具，他們研究了2種會對神經元產生副作用並引起神經性疼痛的常見化療藥物。新的工具揭示了細胞啟用和抑制途徑是如何使這些藥物起作用的。

“現在我們可以開發出更強大的工具來精確地瞭解有害環境是如何破壞活細胞中的訊號的。這項研究的主要作者、圖爾庫生物科學中心的博士後李麗麗（Lili Li）說：“這些資訊可能有助於我們識別靶點，並設計出更好的治療藥物，以治療化療引起的神經性疼痛。”。

光遺傳學是一種利用光啟用或失活神經元的方法，這些神經元經過基因修飾後產生光反應蛋白，稱為視蛋白。這種方法使神經科學家能夠研究不同型別神經元在各種行為和認知過程中的因果關係。儘管在外界看來冷門且小眾，但是光遺傳學在一些深度研究上還是取得了很多成果。

比如今年4月，《神經元》上一篇研究稱，研究人員成功透過改造一種對光敏感的蛋白質SOUL，透過顱骨照射可以改變整個小鼠大腦的神經元反應，並透過一種叫做硬腦膜的厚膜到達獼猴大腦的淺表區域。

這對未來科學家研究精神分裂症和阿爾茨海默病等大腦疾病的高認知功能及其功能障礙，以及開發這些毀滅性腦疾病的治療方法至關重要。

此外，更早之前，麻省大學醫學院和德克薩斯州A&M健康科學中心生物科學與技術研究所的科學家開發出一種新的光遺傳學技術，成功利用近紅外光，透過控制鈣離子流入細胞來選擇性地啟用免疫反應。這一突破性進展可能導致侵襲性更小、控制性更強、選擇性更強的癌症治療免疫療法。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：

［1］https：//www。sciencedaily。com/releases/2020/10/201022112626。htm

［2］https：//www。nature。com/articles/s41467-020-18816-8