林夏妃，朱昭琼

    (遵义医学院附属医院 麻醉科，贵州 遵义 563099)

    中枢神经系统疾病在多方面影响人类的生存质量。目前中枢神经系统疾病的治疗方法有药物治疗、深部脑刺激技术(deep brain stimulation,DBS)等。但是药物治疗缺乏时间上的特异性，深部脑刺激术缺乏空间上的特异性，两者都不能同时兼备时间空间特异性的特点，不能精确地定位到靶细胞中。2016年，Towne和Thompson将光遗传学定义为一种使用光控制活体组织中细胞的方法，通常为表达了光敏蛋白的神经元细胞[1]。光遗传学技术为精确控制细胞功能提供了可能性。本文主要介绍光遗传学技术的基本原理，及其在中枢神经系统疾病诊断和治疗方面的应用进展。光遗传学(optogenetics)这一概念由Deisseroth等于2006年首次提出，并于2011年被《Nature Methods》杂志评为2010年度技术[2-3]。

    1 光遗传学技术

    光遗传学技术的主要特点是光学与遗传学相结合，通过光来控制神经元的生物学功能[4]。光遗传学技术主要由三部分组成：即光敏蛋白、运载体以及光刺激系统。光遗传学技术是通过病毒运载体将光敏蛋白表达于靶细胞膜上，通过光照来实现对细胞功能的精细调控。

    1.1 光敏蛋白 光敏蛋白是一种跨膜蛋白，其在特定波长光照射下，引起离子跨膜运动。光敏蛋白主要以视紫红质通道蛋白2(Channelrhodopsin-2,ChR2)和嗜盐菌紫质(Halrohodopsin,NpHR)为代表。前者为钠离子通道，可通过蓝光照射使细胞膜去极化引起细胞兴奋；后者为氯离子泵，通过黄光照射使细胞膜超级化抑制细胞的兴奋性[5]。近年来，还发现了视蛋白嵌合受体(OptoXRs)，是由视蛋白和G蛋白偶联信号组成，在光照下能引起细胞兴奋去极化[6]。Boyden等提出了两种新型通道蛋白，分别为能被红光激活的Chrimson和能被蓝光激活的Chronos，两者都可以调节特定神经元的活动，但Chronos比Chrimson对暗光更加敏感[7] ......