致盲疾病通过破坏人类无法自然再生的感光细胞导致永久性视力丧失。虽然研究人员正在研究替代或再生这些细胞的新方法，但关键问题是这些再生的光感受器能否完全恢复视力。现在，由德累斯顿工业大学德累斯顿再生治疗中心(CRTD)的Michael Brand教授领导的一个研究小组取得了重要的进展。通过研究斑马鱼(一种天生具有光感受器再生能力的动物)，研究小组发现再生的光感受器与原始的一样好，并恢复了正常的功能，使斑马鱼恢复了完全的视力。他们的研究结果为未来的光感受器替代疗法提供了有希望的见解。

视觉是一种依赖于视网膜的复杂感觉。我们眼睛后面的这个复杂的神经组织实际上是大脑的外部部分。它是感光细胞捕捉光线并将其转换为电信号的地方。对于人类来说，这些光感受器在受损后不会被替换。一旦失去，它们就不能再生，导致不可逆转的视力丧失。

包括德累斯顿CRTD在内，目前正在开发的治疗方法旨在通过刺激视网膜内的干细胞发育成新的光感受器或移植体外生长的光感受器来取代受损的人类光感受器并恢复视力。

与人类不同的是，斑马鱼有一种非凡的能力，即使在严重受损后，它们的神经系统也能再生。斑马鱼可以从位于视网膜上的特殊干细胞中再生光感受器，这种干细胞被称为神经胶质。这种独特的能力使斑马鱼成为研究通过光感受器再生恢复视力的潜力的理想模型。

“哺乳动物的视网膜，包括人类的视网膜，都有非常相似的神经胶质细胞。然而，我们的细胞在进化过程中失去了再生能力。然而，由于这些细胞非常相似，未来有可能重新点燃这种再生潜力，用于治疗应用，”CRTD研究小组组长、该研究的负责人迈克尔·布兰德教授说。“然而，确定这种新的感光细胞是否能像原来的细胞一样有效地发挥作用是至关重要的。”

做不可能的测量

研究人员早就知道斑马鱼可以再生受损的视网膜，新的光感受器看起来和原来的一模一样。包括布兰德教授小组在内的多个研究小组开发了行为测试，证实鱼在再生后恢复了视力。但这些测试不能直接评估光感受器功能恢复的程度。

“唯一能看到视力是否完全恢复的综合测试是直接测量视网膜细胞的电生理活动。不同颜色的光是否正确地刺激了光感受器?它们的电活性是否相同?它们与相邻的细胞相连吗?他们把信号传递给他们了吗?所有的典型电路都被激活了吗?布兰德教授说。

为了回答这些问题，布兰德团队使用了一种转基因斑马鱼，让他们使用高端显微镜来跟踪光感受器突触上的光感受器的活动，也就是说，光感受器直接连接到其他神经细胞并向前传递电信号。

然而，测试再生光感受器的功能被证明是一个重大的技术挑战。光感受器将光转换成电信号。但是用光在显微镜下观察细胞的同时也刺激了它们。这个技术上的困难似乎几乎不可能克服。然而，在英国布莱顿苏塞克斯大学的Tom Baden教授和TUD分子与细胞生物工程中心的光学显微镜设备负责人Hella Hartmann博士的帮助下，他们有可能制造出一种定制显微镜，使团队能够将观察和测量不同颜色的刺激分离开来，并克服了这一技术障碍。

使用这种先进的定制设置，布兰德团队可以证明再生的光感受器确实恢复了正常的生理功能。它们对不同波长的光作出反应，将电信号传递给邻近的细胞，并且具有与完整视网膜中原始光感受器相同的灵敏度、质量和速度。

对未来的希望

布兰德教授说:“恢复光感受器功能的所有这些方面，加上我们之前在恢复视觉控制行为方面的工作，在分子水平上证实了鱼可以再次完全‘看见’。”

“人类和鱼类有着共同的进化祖先，共享大多数基因和细胞类型。因此，我们希望人类能从斑马鱼身上学到这种“再生技巧”。值得注意的是，在这个阶段，我们的工作是经典的基础研究。离临床应用还有很长的路要走。然而，如果最终能够从已经存在于人类视网膜中的干细胞中实现这种功能性再生，可能会彻底改变目前无法治愈的疾病的治疗，如视网膜色素变性或黄斑变性。这项研究使我们离这个梦想更近了一步，”布兰德教授总结道。