浙江
来源：丁香学术
年龄相关性黄斑变性（AMD）和视网膜色素变性（RP）是全球主要的视力丧失原因。这些疾病导致视网膜光感受器对光的敏感性降低，但下游视网膜神经元（如双极细胞和视网膜神经节细胞）通常仍保持功能，可以作为恢复视觉功能的目标。传统的视网膜假体方法，如植入式电极阵列和光遗传学，存在手术侵入性或基因修改的限制，且空间分辨率和视野大小有限。而基于纳米颗粒的新方法虽然具有微创性，但依赖于强烈可见光，可能会干扰残余视力。
基于以上问题，近日，来自美国布朗大学的 Jonghwan Lee 研究团队在ACS Nano期刊发表题为
Intravitreally Injected Plasmonic Nanorods Activate Bipolar Cells with Patterned NearInfrared Laser Projection的文章，研究利用金纳米棒（AuNRs）和近红外（NIR）激光投影来激活视网膜双极细胞，以恢复因退行性疾病导致失明的个体的视力。
图 1：文章来源（参考文献 [1]）
首先，研究的首要问题是如何实现微创且高效的视网膜神经元激活？研究团队为此开发了一种基于玻璃体腔内注射抗 Thy1 抗体偶联的金纳米棒（Thy1-AuNRs）的新型视网膜假体技术。通过 NIR 激光的模式化刺激，实现了对视网膜双极细胞的高度局部化激活，并且该效应能广泛覆盖视网膜，还能在注射后数月内保持 AuNRs 的有效分布，且未引起明显的系统性毒性或视网膜损伤。
图 2：玻璃体注射后 Aunrs 的分布和保留
接踵而至的问题便是这种技术如何在视网膜神经元中实现高分辨率的激活？研究发现 NIR 光热激活主要通过双极细胞介导，而非直接激活视网膜神经节细胞或光感受器，其中 TRPV1 通道在这一过程中起关键作用。进一步的实验也表明 NIR 刺激均能诱导高度局部化的神经元活动，且这种活动能够通过视网膜神经节细胞传递至视觉皮层。这种高分辨率的激活模式为恢复高保真视觉提供了理论基础。
既然已经理清了机制，那么这种技术在完全失明的小鼠模型中是否有效？研究者在完全失明的 RhoP23 H 小鼠模型中进行了实验，发现 AuNRs 注射的视网膜对 NIR 刺激有显著的响应，且 AuNRs 注射的失明小鼠对 NIR 刺激有明显的皮层响应，而对可见光刺激则无反应。
图 3：失明小鼠中 NIR 激光刺激的视网膜和皮质反应
总的来说，这项研究提出了一种新的视网膜假体技术，通过微创的玻璃体腔内注射和 NIR 激光刺激，为恢复因退行性疾病导致失明的个体的视力提供了一种具有高分辨率、微创性和安全性的解决方案。
不过，AuNRs 在短期内表现出良好的生物相容性，但其长期稳定性以及对视网膜结构（如视网膜色素上皮）的潜在影响仍需进一步评估。且 NIR 刺激虽然能够实现局部化的神经元激活，但其空间分辨率仍有提升空间，尤其是在模拟复杂视觉场景方面。此外，该技术在大型动物模型和人类中的临床转化潜力尚未得到充分验证，且高浓度 AuNRs 注射可能引发剂量依赖性的系统性毒性。因此，恢复因退行性疾病导致失明个体视力的这条道路仍是道阻且长。
参考文献：
[1] Nie J, Eom K, Liu T, Lee J. Intravitreally Injected Plasmonic Nanorods Activate Bipolar Cells with Patterned Near-Infrared Laser Projection. ACS Nano. 2025 Apr 1.
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