使用功能磁共振成像，新的视觉研究发现了恢复视锥细胞功能的有前途的模型

在人眼的视网膜中，视锥细胞是感光细胞，负责色觉、日光视觉和对小细节的感知。作为宾夕法尼亚大学兽医学院实验性视网膜治疗部的视觉科学家，Gustavo D. Aguirre 和 William A. Beltran 几十年来一直致力于确定遗传性视网膜疾病的基础。他们之前表明，他们可以通过在感光细胞中重新引入正常基因的拷贝来恢复缺失的视锥细胞功能。

人类和狗都受到视网膜疾病的影响，一项使用犬类模型的日光视觉新研究为评估“这些细胞替代品 – 我们将视锥细胞引入这些狗的视网膜 – 是否是恢复视锥细胞视力的成功方法提供了关键见解，”Corinne R.和Henry Bower眼科教授Beltran说。

他和古斯塔沃·阿吉雷（Gustavo Aguirre）与包括佩雷尔曼医学院神经病学教授、认知神经科学家杰弗里·K·阿吉雷（Geoffrey K. Aguirre）在内的研究人员合作，汇集了有关视网膜系统和大脑测量的知识。在患有三种不同类型自然发生的视网膜疾病的狗和视力正常的狗中，科学家们使用功能性磁共振成像（fMRI）来评估大脑对仅刺激视锥细胞的光的反应。

研究人员发现，功能磁共振成像可以检测大脑对日光视觉的黑白信息以及颜色信息的反应，并且可以识别视觉皮层中对狗视网膜中富含视锥细胞且类似于人类中央凹的区域的刺激做出反应的区域。他们还发现，他们可以使用功能磁共振成像（fMRI）来测量日光视力丧失的相对程度。在患有由NPHP5基因突变引起的视网膜疾病的动物中使用这种技术，他们证明基因增强疗法恢复了皮层对黑白刺激的反应。这使得这种疾病成为一种很有前途的疾病，可以在未来研究光感受器细胞替代作为治疗方法。

他们的研究结果发表在 《转化视觉科学与技术》杂志上。其他合著者是Huseyin O. Taskin，宾夕法尼亚大学GKAguirre实验室的前研究专家，现任多伦多大学的研究生，以及兽医技术员Jacqueline Wivel。

“犬类模型对于研究视网膜疾病很有用，因为它们具有各种不同的自然发生的遗传疾病。最终目标是首先证明这些疾病可以在犬科动物中治疗，然后再将其转化为人类患者，“第一作者Taskin说。古斯塔沃·阿吉雷（Gustavo Aguirre）说：“希望兽医能够获得成功的治疗方法，以便他们能够使人类的四足朋友受益。

Geoffrey Aguirre说：“这项研究的目的是看看，在这些视网膜疾病的不同版本中，有多少关于日光视觉的信息进入了这些狗的视觉系统。他说，这些知识特别有用，因为要弄清楚视网膜疾病的治疗是否有效，需要知道治疗前有多少视觉功能。

贝尔特兰说，这篇论文表明基因疗法可以恢复视锥细胞功能，因为它观察了一个没有视锥细胞功能的动物模型，并显示出改善。他解释说，在由NPHP5突变引起的疾病中，视锥细胞存在但不起作用。患有这种疾病的动物天生是日盲的，但最初有一些夜视能力，尽管视杆细胞（允许夜视的光感受器）在几个月内死亡，使狗在一年内完全失明。

以前的研究通过视网膜电图和视觉行为测试测量了对刺激的反应，贝尔特兰说，这可能需要数周甚至数月的狗训练。Geoffrey Aguirre说，在这项研究中使用fMRI意义重大，因为它比测量行为更快、更容易，而且它不是侵入性的。塔斯金还指出，无论是视觉行为测试还是视网膜电图，都不能确定视觉皮层中发生的事情。

先前的一项研究表明，视网膜基因治疗一种称为Leber先天性黑朦的致盲性疾病与犬视觉皮层的fMRI反应恢复有关，但该研究的性质意味着视杆细胞和视锥细胞反应都可能有助于皮质活动。这项新研究通过特异性刺激视锥细胞，进一步加深了对视网膜疾病的了解。

侯赛因·塔斯金（Huseyin O. Taskin）是佩雷尔曼医学院神经病学系的前研究专家，目前是多伦多大学医学科学博士候选人。

杰奎琳·维维尔（Jacqueline Wivel）是宾夕法尼亚大学兽医学院的认证兽医技术员。

Gustavo D. Aguirre是宾夕法尼亚兽医大学临床科学与高级医学系的医学遗传学和眼科教授。

William A. Beltran 是 Corinne R. 和 Henry Bower 眼科教授，也是宾夕法尼亚兽医大学临床科学与高级医学系实验视网膜治疗部主任。

Geoffrey K. Aguirre 是宾夕法尼亚大学医学院神经病学系神经病学教授、宾夕法尼亚大学神经科学与社会中心副主任、神经病学住院医师副主任。

这项研究得到了国家眼科研究所（拨款 R24-EY029890、RO1-EY006855、RO1-EY017549 和 P30-EY001583）、加拿大抗盲视力 20/20、抗盲基金会和预防失明研究/狮子会国际基金会的低视力研究奖的支持。