使用光脉冲靶向激活特定神经元可缓解亨廷顿病动物模型中的运动障碍，并恢复健康的神经元活动。这些发现已发表在《自然》杂志上。
该图像显示了小鼠大脑皮层中的各种神经元类型。在亨廷顿病中，它们的活动模式以不同方式发生变化：一些几乎变得沉默，而另一些则变得过度活跃。（图片：Sonja Blumenstock）
亨廷顿病是一种由单基因突变引起的遗传性疾病，至今仍无法治愈。患者主要表现为严重的运动控制丧失，特征是手臂、腿部、面部和躯干出现不自主、突然且不可预测的运动。此外，抑郁症、易怒或攻击性等精神症状也很常见，认知能力也会逐渐下降，最终可能导致痴呆。
根据德国AOK健康保险协会的数据，德国约有10,000人受此疾病影响，每年新增数百例。患者的预期寿命缩短，最常见的死因是吞咽功能障碍及其并发症。
研究人员确定了一种重要的神经元细胞类型
在一项新研究中，一个国际研究团队现已确定了一种在这些运动障碍中起关键作用的神经元群体。此外，科学家们成功改善了运动缺陷。这一发现标志着一个战略转折点：几十年来，研究主要集中在神经元细胞死亡上，而现在重点正转向功能失调的神经元活动。
该研究由加州大学圣地亚哥分校的Takaki Komiyama教授和自2026年4月起担任维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学解剖学和细胞生物学I系主任的Irina Dudanova教授领导。该研究的第一作者是目前在加州大学圣地亚哥分校担任博士后研究员的Sonja Blumenstock博士。
研究团队关注了皮质中间神经元（到目前为止在亨廷顿病研究中受到的关注较少）以及所谓的皮质纹状体投射神经元——这些神经元作为"数据高速公路"，将大脑的运动规划中心——大脑皮层与负责执行运动的区域——纹状体连接起来。
Dudanova解释说："这个系统就像一个管弦乐队：在健康的大脑中，所有乐器都完美地同步演奏。然而在亨廷顿病中，管弦乐队失去了节奏。"皮层是该疾病最早受影响的部位之一。在这里，功能失调的信号在细胞开始死亡之前很久就已经出现。
抑制性神经元之间的失衡
研究团队确定了与运动缺陷相关的抑制性神经元之间的基本失衡。这种功能障碍不仅发生在复杂任务期间，而且发生在各种运动中，无论是结构化的运动训练、如抓挠等自发的日常运动，甚至是休息状态。
Blumenstock解释道："大脑中有不同类型的神经元像链条一样协同工作来控制运动："
- 皮质纹状体投射神经元：这些细胞向身体发送实际的"移动！"命令。
- SST细胞：这些细胞充当"刹车"，抑制与运动相关的信号。
- VIP细胞：这些细胞充当"监督者"。它们的任务是关闭其他抑制性细胞，从而比喻性地说，释放刹车。
Dudanova说："在健康的大脑中，VIP细胞触发一个级联反应，最终使皮质纹状体投射神经元能够启动运动。"在亨廷顿病中，这一链条被破坏。结果：
- VIP细胞几乎完全沉默。
- 由于缺少VIP细胞的控制，SST细胞变得过度活跃。
- 皮质纹状体投射神经元被过度活跃的SST细胞强烈抑制，以至于与动作执行中心的通信实际上被阻断。
基于光的治疗方法纠正功能障碍
为了中断这种恶性循环，研究团队使用了一种称为光遗传学的专门技术。在这种方法中，细胞经过基因改造变得对光敏感，然后可以高精度地进行控制。例如，在研究中，研究人员使用红光选择性刺激VIP细胞。
刺激产生了明显的好处：接受光刺激的小鼠显示出显著改善的运动功能。它们的步态变得更加规律，疾病典型的后肢拖拽明显减少。特别引人注目的是，皮质纹状体投射神经元的活动恢复到了健康对照动物的水平。
Blumenstock说："我们惊讶地发现光脉冲如何持续稳定地稳定了网络。我们的结果表明，即使在患病的大脑中，学习和可塑性的机制也可以被重新激活。"事实上，当光源关闭时，有益效果仍然持续。
Dudanova补充道："我们的研究表明，对大脑电路的精确干预可以带来显著的行为改善。如果我们知道要针对哪些细胞，就可以重新调整异常的活动模式。这为未来的治疗带来了希望。"
Komiyama表示："这项工作表明，即使在复杂的神经退行性疾病中，纠正大脑电路中的特定失衡也可以恢复功能，并突显了靶向特定细胞类型促进恢复的潜力。"
与此同时，Dudanova强调临床应用还为时过早。在将动物实验的发现转化为人类治疗方法之前，还需要进行大量的进一步研究。
【原始出版物】
恢复皮质脱抑制改善亨廷顿病表型。Sonja Blumenstock, David Arakelyan, Nicholas del Grosso, Sonja Schneider, Yufeng Shao, Enida Gjoni, Rüdiger Klein, Irina Dudanova和Takaki Komiyama。《自然》，DOI: 10.1038/s41586-026-10671-9
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