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激光成功控制果蝇心跳 将为心脏起搏器带来重大变革

2015-12-08 11:24
铁马老言
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  近日开展的一项突破性实验中,研究人员成功利用激光,控制了一只苍蝇的心跳。

  研究人员表示,该技术能够调节果蝇的心律失常症状,使心跳稳定下来,日后或许能起到代替心脏起搏器的作用。与心脏起搏器发出的电子脉冲不同,这种技术利用的是激光,是一种非侵袭性的治疗方法。

  

  该研究团队使用的研究对象是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster fruit flies),这种果蝇的心脏发育早期与脊椎动物有很多相似之处。

  “电刺激是目前对于心脏起搏最常用的方法,”这支由阿尼什 艾利克斯(Aneesh Alex)带领的队伍在论文中这样写道,“但这是一种侵入式治疗方法,而且无法针对心脏组织进行治疗。”

  在实验开始前,研究人员对黑腹果蝇的基因进行了修改,使心脏细胞拥有一种存在于眼部的光敏蛋白(channelrhodopsin-2)。当含有该光敏蛋白的果蝇心脏被蓝色的激光脉冲击中时,每次脉冲都会引发一次心脏收缩。

  研究人员使用一种专为此次实验设计的实时成像技术,拍摄并监视了黑腹果蝇心脏对激光脉冲做出的反应。

  利用该技术,阿尼什 艾利克斯和同事们可以自由地控制果蝇的心跳,使其增速或减速。从幼虫、蛹到成虫,这一技术对处于各生命阶段的果蝇都适用。

  研究人员还进行了一系列安全性测试,确定该技术不会对果蝇的心脏发育造成任何长期的、显著的副作用。

  虽然激光常用于控制神经功能,在神经科学领域得到了广泛的运用,但使用激光调节心律的病例还相对有限(不过,近期在斑马鱼和老鼠身上进行的研究显示,激光可以对心律进行调节)。

  该研究团队表示,由于近百分之七十五的人类致病基因都可以在果蝇身上找到同源基因,在果蝇身上成功施行的技术也可以通过转化、运用到人类身上。

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