撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 线粒体 是真核细胞内的内共生细胞器，是细胞能量产生、产热、离子和代谢物稳态以及细胞存活调控的核心枢纽。 线粒体 质子动力势 （proton motive force） 由电位梯度 （∆ψ m ） 和化学梯度 （∆pH） 组成，在 ATP 合成等能量代谢活动以及 钙稳态和活性氧生成中发挥着关键作用。 线粒体质子动力势的失调，与包括神经退行性疾病 （例如帕金森病、阿尔茨海默病） 、代谢紊乱 （例如糖尿病） 、视网膜退行性疾病、癌症以及衰老在内的 多 种病理状况有关 。尽管线粒体 质子动力势 在健康和疾病中具有核心重要性，但旨在将其恢复至平衡且安全水平的治疗策略，仍然有限。 2025 年 10 月 30 日， 郑州大学 康建胜 教授团队与复旦大学 张嘉漪 研 究员团队合作，在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为： Ambient light alleviates retinal neurodegeneration in mice by powering mitochondria via the engineered ...

一、行业概述 内容概况：近年来，中国光遗传学行业取得了显著进展，逐渐从技术跟跑转向并跑甚至领跑。2024年， 中国光遗传学行业市场规模约为52.76亿元，同比增长9.10%。国内科研团队在光敏蛋白的开发、基因递 送系统的研究以及光学设备的创新等方面不断取得突破。例如，华东师范大学叶海峰团队研发的 REDMAP光开关，通过红光/远红光调控细胞活动，实现了无延时响应，为光遗传学技术的应用提供了 更高效、更精准的工具。这些技术进步不仅提升了光遗传学的研究水平，也为市场的扩展奠定了坚实基 础。然而，现有光遗传学工具仍存在一定应用局限，如光控模块大、组织穿透性差、脱靶效应、存在光 学毒性等。未来，光遗传学工具仍需持续优化，以进一步扩展其应用范围。 相关上市企业：中科信息（300678） 相关企业：云舟生物科技（广州）股份有限公司、中源协和细胞基因工程股份有限公司、深圳子科生物 科技有限公司、河南美迪泰医疗科技有限公司、西安百萤生物科技有限公司、京东方科技集团股份有限 公司、山东力途智能科技有限公司、深圳市正成电气有限公司、深圳市千环树科技有限公司、西安百萤 生物科技有限公司 关键词：光遗传学、光遗传学市场规模、光遗传学 ...

文章核心观点 - 文章预测了2025年诺贝尔生理学或医学奖的五大热门候选领域及可能的获奖者，主要依据是各领域研究成果的重要性和已获得的“诺奖风向标”奖项的认可 [3] GLP-1的发现以及相关药物开发 - GLP-1类药物以司美格鲁肽为代表，能安全控制糖尿病和减肥，并降低心血管疾病风险、治疗睡眠呼吸暂停等多种疾病 [4] - GLP-1药物的开发历程跨越40多年，涉及学术界和制药行业数百名研究人员 [4] - 关键研究人员包括Joel Habener、Jens Juul Holst、Svetlana Mojsov、Dan Drucker，以及诺和诺德的Lotte Bjerre Knudsen [4] - 2024年拉斯克奖授予了Joel Habener、Lotte Bjerre Knudsen和Svetlana Mojsov，以表彰他们发现和开发GLP-1药物，彻底改变了肥胖治疗 [5] - Joel Habener和Svetlana Mojsov发现了GLP-1激素的生理活性形式GLP-1(7-37)，Lotte Bjerre Knudsen将其转化为利拉鲁肽、司美格鲁肽等减肥药物 [7] - 全球有超过10亿肥胖症患者，基于GLP-1的药物开启了体重管理新时代 [9] CAR-T细胞治疗 - CAR-T细胞疗法是利用经过CAR改造的T细胞来治疗癌症的活细胞疗法，通过基因工程改造T细胞以识别和摧毁癌细胞 [11] - 自2017年以来，美国FDA已批准7款CAR-T细胞疗法上市，用于治疗血液系统癌症，近年来还被证明能有效治疗自身免疫病 [11] - 关键研究人员包括Carl June、Michel Sadelain和Steven Rosenberg [12] - 2023年引文桂冠奖授予上述三人，表彰其突破性研究推动了CAR-T疗法在癌症治疗中的应用 [12] - 2024年科学突破奖授予Carl June和Michel Sadelain，表彰他们开发了CAR-T细胞免疫疗法 [12] cGAS-STING通路 - 华人科学家陈志坚是诺贝尔奖热门人选，已先后获得科学突破奖、拉斯克奖、霍维茨奖、引文桂冠奖等多项大奖 [15] - 陈志坚因发现DNA感知酶cGAS，阐明DNA如何触发免疫和自身免疫反应而获得2019年科学突破奖 [16] - 2023年，陈志坚与Glen Barber共同获得霍维茨奖，表彰他们发现了cGAS-STING通路 [17] - 2024年，陈志坚获得拉斯克奖，表彰他发现cGAS酶，解开DNA刺激免疫和炎症反应的谜团 [18] - 2025年，陈志坚与Andrea Ablasser、Glen Barber共同获得引文桂冠奖，表彰他们阐明cGAS-STING通路这一固有免疫的基本机制 [19] - 若该领域获奖，获奖者很可能从陈志坚、Andrea Ablasser、Glen Barber三人中产生 [20] 光遗传学 - Karl Deisseroth在2005年将技术命名为光遗传学，该技术能以毫秒级时间分辨率控制神经元活动，为神经科学研究提供了普适性工具 [22] - Karl Deisseroth是光遗传学发展中最重要的人物，已获得科学突破奖、拉斯克奖、霍维茨奖、引文桂冠奖等几乎所有科学大奖 [22] - 不同科学大奖的获奖者组合不同，例如拉斯克奖授予Karl Deisseroth、Peter Hegemann和Dieter Oesterhelt，霍维茨奖授予Karl Deisseroth、Peter Hegemann和Gero Miesenböck [23] - Dieter Oesterhelt发现古菌蛋白，Peter Hegemann发现相关通道蛋白，Karl Deisseroth利用这些蛋白创造了光触发系统 [26] - Gero Miesenböck是光遗传学先驱，首位通过基因改造神经细胞并用光控制其电活动，确立了光遗传学控制原理 [28] - 考虑到诺贝尔奖至多授予3人，获奖者很可能是Karl Deisseroth、Peter Hegemann和Gero Miesenböck [29] 相分离 - 相分离是指生物大分子在细胞内自发形成无膜细胞器或生物分子凝聚物的过程，与多种疾病相关 [30] - 该领域近年获得多个科学大奖，但不同奖项获奖者不一致，例如2025年拉斯克奖授予Dirk Görlich和Steven L McKnight，2023年科学突破奖授予Anthony Hyman和Clifford Brangwynne，2025年引文桂冠奖授予Clifford Brangwynne、Anthony Hyman和Michael Rosen [30] - 各奖项或从蛋白质低复杂度结构域的角度，或从发现相分离在细胞中作用的角度授予 [32] - 如果诺贝尔奖授予该领域，可能会综合蛋白质低复杂度结构域和相分离在细胞中作用这两个角度 [32]

撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 在人体神经系统中，数十亿个神经元相互协作，形成复杂的神经网络，以高时空分辨率执行多种神经生理活动。神经元膜上的各种离子通道介导离子 跨膜运输的动态和顺序过程，并严格调控神经递质释放和信号转导等生理功能。离子运输异常可导致瘫痪、癫痫和先天性痛觉缺失等神经疾病。 目前，这些疾病的临床治疗通常通过刺激生物离子通道来恢复正常的离子运输，包括药物治疗和物理神经调节。然而，小分子药物由于离子通道结构 相似，往往缺乏亚型特异性，并且代谢迅速，限制了治疗的精准度和效果。侵入性的物理神经调节方法，例如皮质内刺激 （ICS） 和脑深部刺激 （DBS） ，具有高时空精度，但需要植入电极，存在感染和术后并发症的风险。包括经颅直流电刺激 （tDCS） 和经颅磁刺激 （TMS） 在内的非侵 入性方法缺乏通道级定位，导致作用机制不明确且治疗范围有限。 作为一种革命性技术， 光遗传学 通过基因表达光敏蛋白并用可见光刺激实现通道特异性神经调控。然而，其临床应用受到不可预测的基因毒性和可 见光组织穿透力有限的安全风险的限制。因此，迫切需要探索具有分子级精度的非基因神经调节策略，以动态调节神经元治疗神经疾病 ...

研究背景与意义 - 整合应激反应（ISR）是真核细胞维持内环境稳定的关键机制，调节ISR对病毒感染、癌症和神经退行性疾病具有治疗潜力，但缺乏无毒副作用的调节化合物[2] - 光遗传学技术被应用于药物发现，开发出选择性调节ISR的化合物筛选平台，这些化合物展现出广谱抗病毒活性[4] 研究团队与平台 - 研究由Broad研究所James Collins团队与Integrated Biosciences公司联合完成，Felix Wong博士为核心成员，其曾利用AI发现新型抗生素并创立抗衰老公司[6] - 开发的光遗传学平台通过模拟病毒感染中PKR的自然激活，对370830种化合物进行高通量筛选，识别出无细胞毒性的ISR调节化合物[7] 研究成果与机制 - 筛选出的化合物可上调激活转录因子-4（ATF4），增强细胞对压力和凋亡的敏感性，并确定GCN2为分子靶点[8] - 化合物在体外和小鼠模型中均显示抗病毒活性，其中一种显著降低单纯疱疹病毒感染小鼠的病毒滴度[9] 技术亮点与应用 - 光遗传学平台能特异性诱导ISR，实现大规模化合物筛选，已鉴定化合物可选择性清除高ISR细胞[14] - 研究成果为治疗癌症、阿尔茨海默病等年龄相关疾病及抗病毒药物开发提供了新路径[6][10]

迷走神经刺激与心力衰竭治疗 - 研究表明迷走神经刺激（VNS）通过光遗传学靶向技术可减轻压力超负荷导致的心脏重构和心力衰竭 [3][4] - 迷走神经刺激通过抑制单核细胞衍生的炎性CCRL2+巨噬细胞生成发挥心脏保护作用 [3][4] - CCRL2+巨噬细胞具有促肥厚、促纤维化和TNF-α响应特征，清除这些细胞可阻止心力衰竭发展 [4][5] 作用机制 - α7nAChR受体在CCRL2+巨噬细胞中的激活或缺失对VNS介导的心脏保护起关键作用 [4] - α7nAChR通过上调转录因子NRF2抑制CCRL2+巨噬细胞的TNF-α响应 [4][7] - 人类心脏中CCRL2+巨噬细胞与心脏功能障碍呈正相关，α7nAChR激动剂可阻断心衰进程 [5][7] 治疗前景 - 迷走神经-免疫轴被证实为调控心力衰竭的重要通路，具有潜在治疗靶点价值 [6] - 研究提出光遗传学靶向VNS联合α7nAChR激动剂可能是新型心衰治疗策略 [4][7]