▲2026年諾貝爾醫學獎得主。（圖／翻攝X@NobelPrize）
生活中心／台北報導
今年諾貝爾生醫獎，由彼得．黑格曼（Peter Hegemann）、格奧爾格・納格爾（Georg Nagel）與卡爾．迪賽羅斯（Karl Deisseroth）獲獎，表彰他們在光遺傳學研究的貢獻。國內學者指出，光遺傳學技術是神經科學劃時代的技術，應用層面極廣，這項發明不僅嘉惠研究者，未來更有望發展療法造福病患。
台灣科技媒體中心今晚舉辦線上記者會，邀請4位神經科學家解析諾貝爾獎獲獎研究的重要性。
[廣告]請繼續往下閱讀...陽明交通大學生命科學學院院長兼神經科學研究所講座教授連正章解釋，光敏感性離子通道是在細胞膜上的一種蛋白質，它受到光線照射時，會改變構造並開啟通道，讓離子進出細胞以引發神經訊號。
連正章說明，過去已知的離子通道是由細胞膜的電壓來控制開關，但黑格曼與納格爾在2003年發現，有一種對光敏感的離子通道，可以用光打開。
連正章指出，自2005年迪賽羅斯發表光遺傳學技術以來，光遺傳學已經廣泛應用在心理學、腦心智科學的研究與實驗。
連正章分享，他2005年在柏克萊大學做博士後研究員時，以腦神經學為研究主題，那時已感受到光遺傳學技術的重要，因此回國後跟迪賽羅斯聯繫，取得光遺傳學的工具，並嘗試將包有光敏感性離子通道DNA的病毒送進小鼠的腦細胞，獲得不錯的效果。
後續連正章更指派學生赴美學習光纖技術，並在2016年發表第一篇研究成果，連正章説光遺傳學技術從此成他研究室重要及標準的核心技術。
台灣大學腦與心智科學研究所副教授姚皓傑提到，他與迪賽羅斯的淵源，始於自己加入當時還在加州大學舊金山分校的安東尼洛．邦奇（Antonello Bonci）實驗室擔任博士後研究員。邦奇的實驗室可以說是第一批使用迪賽羅斯發展的光遺傳學技術，來研究藥癮的神經迴路機制的科學家之一。
姚皓傑指出，後來他跟著邦奇實驗室搬去東岸巴爾地摩後，實驗室研究仍保持與迪賽羅斯的合作，姚皓傑也在2016年跟迪賽羅斯共同發表研究。
姚皓傑解釋，光遺傳學技術之所以重要，是因為其操作具有專一性，可針對特定的神經細胞或迴路。大腦的神經細胞非常多，而且形成的神經連結網絡很複雜，光遺傳學技術提供一個方法，可選擇特定的神經細胞群或迴路操作。
而且經由光控制光敏感離子通道開關的速度非常快，因而能建立神經迴路與行為產生之間的因果關係，例如應用光遺傳學技術在小鼠的運動皮質神經細胞時，光一閃，小鼠就會隨之跑動；光一滅，小鼠隨即停止活動。
陽明交通大學醫學院解剖學及細胞生物學研究所助理教授郭曉縈則説，自己是光遺傳技術的受惠者。因為技術發展成熟，現在已經可以直接跟病毒供應商購買，包裹在病毒內的光敏感性離子通道DNA，以及其他批量供應的制式耗材，直接應用於實驗。
郭曉縈解釋，實驗過程會讓病毒感染轉殖基因小鼠不同大腦區域的細胞，讓細胞具有光敏感性離子通道、受到光的控制，並藉此操控某一群特定細胞或某特定迴路，找出控制特定行為的細胞群或迴路。
郭曉縈的研究團隊目前利用光遺傳學技術，嘗試找出在小鼠的大腦中，是哪一群細胞，或是哪一個神經迴路在控制發聲。以光來開關細胞，就可以看出小鼠的社交溝通或發聲有沒有出現變化。這個研究正在進行中，有待未來發表。
中央研究院生物醫學科學研究所助研究員林宛蓁指出，光遺傳學技術早在2005年就開始使用，在動物的腦部研究應用已經相當成熟。
林宛蓁解釋，「光」可以達成空間與時間上的精準度，因此在應用上非常具有突破性。且藉由遺傳操控技術，此類工具可選擇性表現在研究者想探討的細胞群，因而解析各類細胞在神經系統的獨特功能以及交互作用。
林宛蓁的研究著重於光遺傳學工具及技術的開發。林宛蓁說明，早期開發的工具對光的敏感度不高，或是對生物體穿透性較差的藍光、綠光比較敏感，因此黑格曼的實驗室仍持續在尋找光敏感性更高、或是對紅光更敏感的離子通道。
林宛蓁也提到，周邊神經系統的光調控也是新的研究趨勢。迪賽羅斯的實驗室正往此方向發展，林宛蓁目前正與迪賽羅斯的研究室一同探索新一代光遺傳學工具的開發及應用。
連正章提醒，從動物實驗走到人體應用還有很多問題要克服，例如法規、病毒感染的專一性、如何將光送進人類大腦細胞。
姚皓傑也補充，迪賽羅斯開創光遺傳學工具應用於小鼠實驗，但小鼠大腦與人類大腦的大小差異很大，應用在人類大腦時需要送入更多的光，所需的光纖管徑更大，若依照動物上的實務操作應用在人類大腦上，單單光纖的植入就會對大腦造成額外的傷害。
姚皓傑說明，目前還沒有專一性很好的非侵入性技術可以應用在人體，但未來一定會有更好的替代操作工具被發展出來。
林宛蓁指出，目前光遺傳學已有部分臨床應用案例，例如2021年就曾用在視覺修復，讓光敏感性離子通道表現在視網膜細胞，利用特製眼鏡，可讓眼疾患者重獲部分視覺。另外，也有許多新創公司努力將光遺傳學技術應用在失聰、癲癇的治療。
提到得獎者的人格特質，林宛蓁分享迪賽羅斯兼顧研究的理性與感性，除了研究態度十分嚴謹，也非常樂於分享技術。
連正章則提到，因為替迪賽羅斯的書籍《人類情感的億萬投射》撰寫序，從他書中內容可以感受到他是一位觀察力強，內心情感豐富，十分溫暖的科學家。
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