“好,“杨平点头,“韦伯教授负责体外验证,伊娃负责闭环传感器升级,莉娜负责数据分析模型,汉斯负责病毒载体和光纤製备。唐顺,你协调所有资源,確保一周內出结果。“
“明白!“
体外验证开始。
韦伯亲自主刀,从m7的脊髓损伤区取了一小块组织,大约两立方毫米,放在冰冷的人工脑脊液中,切成了三百微米厚的薄片。这些薄片被转移到培养皿中,保持存活状態,可以持续记录电生理活动四到六个小时。
病毒载体是aav9-hsyn-nphr-eyfp,一种经过改造的腺相关病毒。aav9对神经元有高度的嗜性,hsyn启动子確保nphr只在神经元中表达,eyfp作为萤光標记,方便在显微镜下观察转染效率。
韦伯把病毒溶液滴在脊髓切片上,孵育两个小时。然后用pbs冲洗三遍,放在共聚焦显微镜下观察。
“转染效率,“他调整著焦距,“大约百分之三十五。“
“百分之三十五,“曼因斯坦在旁边记录,“够吗?“
“理论上,脊髓背角的抑制性中间神经元占总神经元数量的百分之二十到三十。百分之三十五的转染效率,意味著大部分抑制性神经元都能被靶向,足够了。“
下一步是电生理验证,韦伯把一片转染过的脊髓切片放到电生理记录槽中,用玻璃微电极记录背角神经元的自发放电。同时,他在切片的上方放置了一根直径两百微米的光纤,连接到一台黄色雷射器上。
“基线放电频率,“他看著示波器,“每秒五赫兹,正常范围。“
然后他打开了雷射器。一束微弱的黄光透过光纤,照射在脊髓切片的表面。
“光强,一毫瓦每平方毫米,波长,五百九十纳米。“
示波器上的波形变了,自发放电频率从每秒五赫兹降到了每秒一赫兹,降幅百分之八十。
“抑制效果確认,“韦伯的声音很平静,但曼因斯坦注意到他的手微微颤抖,“nphr被激活后,氯离子內流,神经元超极化,放电减少。“
“可逆吗?“杨平问。
韦伯关掉雷射器,十秒钟后,放电频率恢復到每秒四点八赫兹。
“完全可逆。“
会议室里爆发出一阵压抑的欢呼。唐顺和汉斯击了一下掌,莉娜在笔记本上飞快地敲著字,伊娃难得地露出了一丝微笑。
但韦伯没有笑,他盯著那片脊髓切片,看了很久,然后说:“这只是体外,体內的环境复杂得多,炎症、免疫反应、胶质瘢痕、血流变化。体外成功,不代表体內能成功。“
“我知道,“杨平说,“但我们至少证明了,这个方向是对的,科研就是摸著石头过河。“
“摸著石头过河?”
韦伯捉摸著这句话,他讚嘆:
“这是富有哲理的一句话。”
紧接著,体內实验也开始进行。
这一次,手术的规模比前两次都大。杨平主刀,曼因斯坦协助,伊娃负责电生理监测,汉斯负责病毒注射和光纤植入,韦伯在台下观摩。
手术的第一步,是病毒注射。汉斯用一根玻璃微注射针,把五微升aav9-hsyn-nphr-eyfp溶液缓慢地注入m7的脊髓背角,双侧,每个注射点一微升,共十个注射点。注射的速度极慢,每分钟零点一微升,以避免压力损伤。
“病毒注射完成,“汉斯匯报,“等待十五分钟,让病毒扩散。“
十五分钟后,第二步,光纤植入。伊娃设计了一套微型光纤阵列,四根光纤,直径各两百微米,排列成一个菱形,覆盖脊髓背角的主要区域。光纤的末端连接到一个皮下植入的led模块上,模块由无线充电供电,可以通过外部控制器调节光强和频率。
“光纤植入完成,“杨平说,“闭合切口。“
手术持续了一个多小时。当m7从麻醉中醒来时,它的后肢肌力没有变化,病毒和光纤本身不会影响运动功能。但所有人都知道,真正的考验还没有开始。
nphr的表达需要时间。病毒进入神经元后,需要三到五天才能表达出足够的蛋白。所以术后第五周的前半周,是等待期。
等待的日子里,研究所的气氛紧张得像一根绷紧的弦。每天早上,伊娃都会给m7做电生理监测,记录脊髓背角的自发放电频率。前三天,数据没有明显变化,nphr还没有表达足够。
第四天,变化出现了。
m7的背角自发放电频率从正常的每秒三到五赫兹,突然升到了每秒十二赫兹。这是一个危险的信號,异常高频放电,意味著中枢敏化正在形成。
“启动光刺激,“韦伯说。
伊娃按下了控制器的按钮,黄色的光通过光纤,照进m7的脊髓背角。
十秒钟后,放电频率降到了每秒六赫兹。二十秒后,降到了每秒四赫兹。一分钟后,稳定在每秒三点五赫兹,比基线还低,说明抑制效果良好。
“有效,“韦伯的声音传来,带著一丝颤抖,“光遗传学闭环调控,有效。“
杨平长长地出了一口气,他看著控制器上那个小小的黄色指示灯,觉得那是我见过的最美的光。
其实科研就是这样,摸著石头过河,谁也不知道结果怎么样,只能边走边调整,慢慢地就走通一条路。如果没有大胆的开始,无论如何也不会有正確的路。
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