近日，我院王树教授课题组的研究论文“Remote neurostimulation through an endogenous ion channel using a near-infrared light–activatable nanoagonist”在Science Advances期刊发表，首次报道使用组织穿透力更强的近红外光对活体小鼠的特定内源性神经离子通道的精准遥控，以无创的方式实现对小鼠疼痛的神经调控。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn0367

王树教授课题组联合我院侯智尧教授课题组、哥伦比亚大学杨建教授课题组和上海长征医院肖建如教授团队将光药理学和纳米技术相结合，构建了首个可被近红外光激活的离子通道配体，实现了对疼痛的无创神经调控。

首先，研究者以痛觉神经离子通道TRPA1为靶点，开展了TRPA1光敏感配体分子的筛选，发现黄素类化合物（如黄素腺嘌呤二核苷酸FAD）在UVA至蓝光波长范围内的光照下可以激活人和小鼠神经元的TRPA1离子通道。

皮内注射FAD后，UVA/蓝光可以控制皮肤神经末梢TRPA1的激活，实现对小鼠抓挠行为的光控制。由于UVA/蓝光的组织穿透力有限，研究者进一步合成了发射光谱和FAD吸收光谱相一致的上转换纳米材料（UCNPs），将其和FAD分子连接构建为一个能被近红外光激活的纳米光化学激动剂。

在近红外光照射下，这个纳米光化学激动剂中的UCNPs可将组织穿透力更强的近红外光转换为UVA/蓝光，进而激活连接的FAD分子，最终实现对TRPA1通道的近红外光激活。

小鼠注射这种纳米光化学激动剂后，使用近红外光光源从体外定点照射小鼠脊髓的特定部位，即可实现对活体小鼠脊髓特定位置TRPA1通道的遥控，从而实现对其疼痛行为的无创神经调控。 这一研究展示了一种不需要进行基因修饰、非侵入式的神经调控方法。

未来，通过将不同离子通道的光药理学工具与不同发射光谱的UCNPs相结合，可使该技术方法应用于各种内源性离子通道和神经功能的精准无创调控，为基础神经科学研究、神经系统疾病和离子通道病的治疗提供一种新的途径。

来源：王树教授课题组

编辑：肖梦蝶

初审：马蒙洁

复审：周丽芬

终审：冯   杜