2026年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，光遗传学及相关小鼠模型的介绍

2026年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。Karl Deisseroth, Peter Hegemann及Georg Nagel获奖，以表彰在“他们在光控离子通道和光遗传学方面的发现”领域的重要贡献。

图1. Karl Deisseroth、Peter Hegemann和Georg Nagel[1]

这项成果，被学界称为"宣告了神经科学新纪元的到来"。它让科学家能够通过一束光，精确地"打开"或"关闭"特定神经元的活性，从而探究大脑复杂回路的功能——从解析认知、记忆到研究神经退行性疾病机制，光遗传学都扮演着至关重要的角色。

一切始于Peter Hegemann的好奇心：单细胞藻类莱茵衣藻（Chlamydomonas）为什么能够游向光源？本世纪初，他与Georg Nagel在衣藻表面发现了视紫红质通道蛋白（channelrhodopsin，ChR）——一种拥有独特性质的蛋白。当蓝光照射时，该蛋白的通道打开，带电离子流入细胞，产生电脉冲。他们发现，无论将这种蛋白放入哪种细胞，细胞都会变得对光敏感。

Karl Deisseroth则将编码视紫红质通道蛋白的基因导入大鼠神经元。用蓝光照射细胞，他成功触发了神经信号，并于2005年发表了这一突破性成果。两年后，他让这个"光控神经开关"在活体小鼠的大脑中工作。这种用光控制神经信号的方法，如今被称为光遗传学，并已在全球范围内产生深远影响。

借光遗传学，研究人员已揭示了支配特定记忆、情感和行为的神经环路——这些环路与神经及精神疾病密切相关。在临床医学中，研究人员正尝试利用这一方法帮助视障人士恢复视力。光遗传学从根本上改变了我们对大脑的理解，也开启了神经科学的全新时代。

光遗传学的原理
分两步实现"用光操控细胞"：①借助遗传学手段（病毒载体或转基因）将光敏蛋白靶向表达于特定类型细胞；②用不同波长的光调控——蓝光（~470 nm）激活ChR2，阳离子内流、去极化，毫秒级诱发动作电位；黄绿光驱动NpHR/eNpHR3.0泵入氯离子，超极化，神经元"沉默"。毫秒级时间精度＋细胞类型特异性＋非侵入可逆，让神经科学从被动"读取"大脑，跃升为主动"写入"大脑。 

南模相关动物模型
细胞类型特异性是光遗传学的精髓。南模生物自主研发的R26-CAG-LSL-ChR2-H134R-tdTomato条件性光遗传工具鼠​（NM-KI-190113）。其中，ChR2蛋白携带的功能增益突变（H134R）可产生更大的电流、更高的光敏性和更低的脱敏性；与任一Cre工具鼠杂交，即可在目标细胞中一步实现蓝光门控离子通道的表达与tdTomato红色荧光示踪——该品系为光遗传学研究提供了理想的工具动物，通过450-490 nm蓝光照射，便可在体内精确、快速地激活目标兴奋性细胞。 

注：具体信息可点击文末阅读原文至南模生物官网查看

与之配套，南模生物可提供700余种自主产权Cre/Dre工具鼠，覆盖多巴胺能（如Slc6a3-Cre、Th-CreERT2）、谷氨酸能（Slc17a6-Cre）、GABA能（Slc32a1-Cre）、血清素能等主要神经元类型乃至感觉神经元、活动依赖性神经元（Arc-CreERT2），与NM-KI-190113杂交即可快速构建光遗传研究模型。南模生物已构建起庞大的基因修饰大小鼠模型资源库，涵盖18,000余种商品化模型，种类丰富、体系完备。如需了解更多模型信息，欢迎与我们联系。

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Reference：
[1] https://www.nobelprize.org/prizes/medicine

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上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。​