你知道失明的滋味嗎，據(jù)說失明的人“看見”的不是黑色，而是一片空無。據(jù)調(diào)查，每100個(gè)中國人中就有一個(gè)失明的患者，可是我們平時(shí)卻很少看見他們，因?yàn)樗麄兒ε鲁鲩T。歧視盲人的新聞層出不窮，導(dǎo)盲犬和盲人被趕下公交車，下車后導(dǎo)盲犬委屈落淚。正是這樣的事發(fā)生的多了，越來越多的盲人才不愿意出門。其他不治性的眼疾同樣嚴(yán)重影響人們身心健康。如果能夠解決，至少一定程度上緩解這些問題，將給眾多有視力問題的人帶來生活和精神上的方便。
遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良和晚期老年性黃斑病變是造成失明的主因，但目前針對這些疾病的治療還十分有限。與其他器官不同，視網(wǎng)膜周圍神經(jīng)密布，移植難度很大，視力恢復(fù)主要還要依靠視網(wǎng)膜假體。雖然視網(wǎng)膜假體能夠刺激視網(wǎng)膜內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，但這些假體通常缺乏靈敏度和分辨率，并且使用時(shí)需要布線或外接攝像頭，十分不便。2017年，意大利理工學(xué)院的Fabio Benfenati教授團(tuán)隊(duì)制備了一種能夠恢復(fù)退化性失明大鼠模型視力的有機(jī)半導(dǎo)體視網(wǎng)膜假體，術(shù)后6-10月后，模型鼠表現(xiàn)出依賴于假體的光敏感性和視力恢復(fù)（Nature materials 2017, 16: 681-689）。
為了進(jìn)一步降低手術(shù)的創(chuàng)傷并提高對光的靈敏性和分辨率，F(xiàn)abio Benfenati和同校的Guglielmo Lanzani合作發(fā)現(xiàn)共軛聚合物聚(3-正已基噻吩) 納米粒子（P3HT NPs）可作為光感器，介導(dǎo)光誘發(fā)的視網(wǎng)膜神經(jīng)元刺激并持續(xù)恢復(fù)視覺功能。經(jīng)視網(wǎng)膜下注射后，P3HT NPs分布在整個(gè)視網(wǎng)膜下腔，促進(jìn)未被釋放的視網(wǎng)膜內(nèi)神經(jīng)元的激活，恢復(fù)營養(yǎng)不良或視網(wǎng)膜炎癥皮層下、皮層和行為視覺反應(yīng)。該工作發(fā)表于Nature nanotechnology。
P3HT NPs對視網(wǎng)膜神經(jīng)元的光刺激作用
作者利用再沉淀技術(shù)制備了無菌的P3HT NPs，通過快速改變?nèi)軇O性，π-π堆疊和疏水相互作用可觸發(fā)NPs成核。神經(jīng)元會(huì)吞噬P3HT NPs而不將其內(nèi)化，使得P3HT NPs能夠與神經(jīng)元膜親密接觸，促進(jìn)其覆蓋整個(gè)視網(wǎng)膜區(qū)域。作者將P3HT NPs微注射入失明模型鼠視網(wǎng)膜下腔，經(jīng)光觸發(fā)后成功激活了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。此外，在光激發(fā)下，聚合物/電解質(zhì)表面會(huì)產(chǎn)生負(fù)電荷。這種類似中央突觸的突觸后電位的光電位，在鄰近位點(diǎn)被誘發(fā)并在時(shí)間上重復(fù)，將在空間和時(shí)間上進(jìn)行累加，從而形成實(shí)質(zhì)性的去極化。
P3HT NPs拯救營養(yǎng)不良RCS大鼠的視覺反應(yīng)
接下來，作者通過瞳孔收縮程度作為光敏感性的指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)注射P3HT NPs的RCS大鼠在整個(gè)照射范圍內(nèi)均表現(xiàn)出明顯的瞳孔收縮增加，與健康對照組無異。然后作者通過檢查對圖形視覺刺激的空間分辨率(視覺敏銳度) 評估恢復(fù)視力的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)P3HT NPs明顯增強(qiáng)了視覺誘發(fā)電位。
P3HT NPs作為液體視網(wǎng)膜修復(fù)體
最后，作者提出了一種新的“液體視網(wǎng)膜”，由沒有空穴受體層的單組分聚合NPs水懸浮液制成。當(dāng)P3HT NPs通過微創(chuàng)注射到盲鼠的視網(wǎng)膜下腔后，V1皮層和光驅(qū)動(dòng)行為的皮質(zhì)下、視覺反應(yīng)，視敏度和代謝激活均恢復(fù)，與健康對照組水平相當(dāng)。退化視網(wǎng)膜中由P3HT-NP光刺激引起的視網(wǎng)膜反應(yīng)具有比健康視網(wǎng)膜更長的潛伏期，可能源于退化視網(wǎng)膜的廣泛重組。值得注意的是，注射的P3HT NPs均勻分布在整個(gè)視網(wǎng)膜下腔，沒有向內(nèi)視網(wǎng)膜層遷移的傾向并且注射8個(gè)月后還能維持原來的視網(wǎng)膜下分布，不會(huì)發(fā)生寬體擴(kuò)散或被神經(jīng)元/神經(jīng)膠質(zhì)清除。
希望這樣的視網(wǎng)膜假體能夠早日實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用，為隱在家中的盲人帶來更廣闊的世界。
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https://doi.org/10.1038/s41565-020-0696-3
