根据近日发表在《PNAS》上的一项研究，一种普遍存在于细菌和脊椎动物中的感光色素能够通过生物化学方式对自身进行重置，这是一项重要的治疗优势。

　　研究人员成功使用一种修改型维生素A(“锁止视黄醛”locked retinal)对某些蛋白进行作用，将再生机制引入人眼视觉。这些目标蛋白质包括感光视紫红质(rhodopsin)，它属于G蛋白偶联受体(GPCR)家族，它位于细胞膜中，将外部细胞信息传递到内部细胞信号通路中。这项发现为通过修正视网膜改善视力的治疗提供了可能性，并改善了当前旨在扰乱细胞信号的疗法。

　　该研究的第一作者，美国凯斯西储大学医学院的研究生Sahil Gulati说：“我们的研究表明，向视网膜中添加一种环己基化学基团，就能够实现从GPCR单向激活到自我更新的循环激活机制的完全转换。这些发现表明，能够改造GPCR，使其具备自我更新机制，而这种机制能够通过外部信号控制。这种生物化学引起的功能对于治疗视力受损非常有帮助，并为更多的基于GPCR的治疗打开了大门。” Krzysztof Palczewski教授是这项研究的高级作者。

　　这项发现阐述了视力的生物化学机理，以及视网膜化学成分对于人类感知光线如此重要的原因。人们需要在视紫红质这种极度敏感蛋白的帮助下才能看到东西，视紫红质附着在视网膜分子上感知光明。可见光子进入眼中，被视紫红质吸收，激活许多形成视力的信号。重要的是，视网膜在等待可见光子时会维持一种化学结构形态(11-cis视网膜)，而在吸收到光子之后进入到另一种结构形态(全反式视网膜)。但这种转变是单向的，需要大量特殊的蛋白质才能将全反式视网膜转变回11-cis视网膜。如果这些特殊的蛋白存在遗传性突变，就会导致视网膜退化疾病。如果想要治疗这些疾病，则必须要修复或跳过这些突变的蛋白质来维持视网膜的转变。

　　Gulati说：“这项研究表明，视网膜化学修饰能够以一种光循环的方式激活视觉信号。这种化学修改使视网膜能够利用热能自我更新，因此不需要任何额外的酶。”

　　研究人员发现了牛的视紫红质中的自我更新机制，牛的视紫红质与人类非常相似。研究人员使用提纯的蛋白质证明，经过修改的视网膜能够与视紫红质绑定，并成功激活人类眼中感光的蛋白质，完成之后，它会利用热量缓慢地回到非激活形式，之后可以再重新被光激活。这些发现表明，具有特殊化学结构的视网膜分子能够可逆地刺激驱动人类视觉的视紫红质。

　　Gulati说：“尽管GPCR的单向反应机制使它们能够在人体中正在运转，但是它们不能更新自己的激活分子，因此依赖于药物分子的持续作用来改善症状。对GPCR进行受控的循环激活让它们能够使自己维持下去 。”

　　这个新发现的机制能够改善当前治疗视网膜退行性疾病或其他神经细胞疾病的方法。研究人员能够利用生物化学方法修补视网膜和与视网膜绑定的视紫红质分子，以此为改善它们激活或关闭眼中蛋白质的能力。Gulati说：“我们的下一步工作将设计一类新的具备更快热恢复能力的修改型视网膜，并测试它们对人体的治疗效果。”