走进科学
光收缩肌肉有望拯救喉麻痹病人
[-]
一项最新研究显示，通过基因改造的肌肉遇光能够收缩，有望帮助肌肉麻痹的病人。来自德国波恩大学的科学家们将一种感光蛋白的基因引入小鼠喉部的肌肉中，并成功用光脉冲刺激它收缩。
这种被称为“光遗传学”(optogenetics)的技术让原本会对电信号有反应的细胞对光刺激有所反应。研究团队过去已经证明经过改造的心肌遇光能够收缩，而这是他们首次让骨骼肌产生这一功能，而骨骼肌通常需要意识的控制。参与研究的Philipp Sasse说：“骨骼肌和心肌的运动方式不同，骨骼肌中的每一条肌纤维都能独立收缩，因此能够非常精确地控制肌肉的运动和力量。”
参与研究的Tobias Bruegmann博士说：“根据照光点的不同，我们能够刺激各组的肌肉，就像身体通过神经控制的过程一样。”
在实验中，研究人员利用了来自藻类的光敏感通道(channelrhodopsins)基因，从它的名称中可以知道，这种蛋白能够在细胞表面形成通道。当受到光刺激时，通道会打开并引发生化反应，最终让藻类能够向光源移动或远离光源。
[-]
研究团队获得了能在后部表达特殊光敏感通道的转基因小鼠，接着通过光照就能刺激肌肉收缩，控制声带开闭。科学家们随后通过将一种经改造的病毒注射入目标肌肉群，将基因导入了正常小鼠的喉部。
他们希望该研究能够帮助喉麻痹病人，喉麻痹可能由甲状腺手术或神经损伤引起，会影响喉部肌肉的正确开合，从而使病人的吞咽和呼吸能力受影响。严重的情况下，如果肌肉完全麻痹，则需要进行气管切开术。
目前的技术通过电极刺激喉部肌肉，不过参与研究的Tobias van Bremen博士表示：“由于具有相反功能的喉部肌肉之间非常靠近，因此基本不可能利用电极刺激单个肌肉群。”此外，植入的电极失效很快，并且非常不舒服。研究者们希望光遗传学能够解决这个问题，他们接下来将会利用猪进行实验，因为猪的气管更大且更接近人类。
本文译自 iflscience，由 Ivy 编辑发布。