Nature子刊：超越光遗传学的新技术

　　

生物通报道：科学家们在九月十五日的Nature Communications杂志上发表了一项新技术，用超声波选择性激活大脑、心脏、肌肉和其他类型的细胞。据介绍，这种声遗传学（sonogenetics）技术与近来发展迅猛的光遗传学有不少相似之处。

“这是一种在体内操纵神经元和其他细胞的新工具，”文章的资深作者，Salk 研究所的副教授Sreekanth Chalasani说。声遗传学技术使用临床上的医学超声波，在治疗人类疾病的时候可能比光遗传学更有优势。

光遗传学是将光敏通道蛋白添加到想要研究的神经元中，通过光照选择性开启这些通道，激活或者沉默目标神经元。不过光遗传学技术难以用于大脑深处的细胞，需要手术植入光纤。此外，光也会被大脑和机体其他组织散射掉。（延伸阅读：Nature Methods十大技术：光遗传学的利与弊）

“低频超声波就能够穿过机体，不存在散射问题”Chalasani指出。“如果你想要刺激大脑深处又不想影响其他区域，这无疑是很有优势的，”文章拿给的第一作者Stuart Ibsen说。

研究人员在线虫研究中发现，需要使用微泡放大低强度的超声波，微泡可以将超声波传入线虫体内。随后，他们还鉴定了一个能够应答超声波的膜离子通道——TRP-4。研究人员将TRP-4添加到神经元中，并用超声波成功将其激活。

目前，声遗传学只用在了线虫的神经元。不过Chalasani指出，TRP-4可以添加到所有对钙离子敏感的细胞，适用于包括人类在内的任何生物。而且人体内许多细胞都能应答TRP-4引起的钙离子流。

微泡可以注射到血液里去，这也是一些医学成像技术的基础。这些微泡可以帮助超声波到达任何组织（包括大脑），并通过TRP-4激活目的细胞。

“这一技术用于哺乳动物大脑才是真正的成功，”Chalasani说。他和同事已经开始在小鼠中进行测试。“到了临床治疗阶段，我相信声遗传学将比光遗传学表现更好。”

研究人员强调，光遗传学和声遗传学在基础研究领域都很有前景，有助于人们理解细胞激活的效果。这两种技术也可以用来治疗疾病，不过首先需要将光敏和声敏通道安全送入目的细胞。

 

生物通编辑：叶予

生物通推见原文：Sonogenetics is a non-invasive approach to activating neurons in Caenorhabditis elegans