

很少有疾病能与狂犬病自我复制和支配大脑的肆虐方式相提并论。病毒会增殖,从一个细胞传播到另一个细胞,直到大脑无法支持正常功能并死亡。
而这恰恰是它变得如此有用的原因。
八年前,索尔克研究所的研究人员发现,通过从疫苗中使用的狂犬病病毒中去除一个特定基因,他们可以限制病毒的传播。这使得病毒被困住,便于在显微镜下研究狂犬病是如何从一个神经元传播到另一个神经元的。然而,病毒很快就杀死了宿主并破坏了神经元。
现在,哥伦比亚大学扎克曼研究所的研究人员发现了一种更好的狂犬病毒株,它不会杀死大脑,而是让神经元保持存活,从而实现了过去不可能实现的新研究方法。这种“更隐蔽”的狂犬病版本更接近野外的狂犬病,野外的狂犬病能让宿主存活更长时间,与索尔克研究所使用的疫苗版本不同。
这项发表在《神经元》杂志上的研究,仍然只关注一次跳跃一个突触,但现在神经元和宿主可以在研究中存活长达一个月,使实验室研究时间增加一倍多。这意味着可以检查活体生物,而不是死去的生物。研究人员不是在解剖样本中追踪感染,而是可以取下活体宿主(目前他们使用的是小鼠)头骨的一部分,然后观察带有被阉割病毒的神经元发光。病毒还被赋予了生物发光功能,因此在显微镜下更容易看到。
据该研究的合著者托马斯·里尔登介绍,如果你用野生的狂犬病毒株感染动物,你实际上可以通过追踪被感染的大脑结构来粗略地绘制出感染源。但这样做,狂犬病会导致神经元严重退化,以至于无法长时间追踪感染路径。
另一位合著者安德鲁·默里说:“如果你不知道事物是如何直接连接的,你就无法真正建立一个线路图。”“它为理解神经回路提供了一种更全面的方法,甚至可以将大脑的潜在部分与行为联系起来。”
他解释说,有了这个工具,我们将能够创建一个更好的大脑正常功能图,从而深入了解如何应对疾病等异常情况。
“我们正在利用这一点来建立更好的疾病模型,”里尔登补充道。“但我们正在努力将病毒改编成实验工具的这项工作,也正是我们朝着在非常个性化、一对一的基础上使用这些工具进行治疗的方向迈进的工作。”
这意味着在遥远的未来,一种改良的狂犬病病毒可能能够绘制我们的大脑图谱,以帮助输送基因优化的药物。研究人员将这一发现对大脑研究的影响比作CRISPR使基因编辑更容易。但目前,它仍然不能完全安全地用于人脑。
里尔登说:“我们已经将这种功能效率的爆发带入了神经病毒领域,这些是我们用于审问神经系统的神经科学工具。”