南京医科大学药学院，南京，211166，中国

1 光遗传学主要原理及应用方法

光遗传学（optogenetics）最早源于神经领域，是一种利用光学原理以及遗传学技术进行细胞生物学研究的新型技术，主要是在不同的目标细胞上或者目标器官中表达不同类型的光敏感通道蛋白，并通过对应波长的光照进行激活的方法从而完成对机体的不同生理病理的精密操控，以便进一步开展深度研究［1］。

与神经生物学领域传统的神经元研究方法相比，光遗传学最为突出的特点是细胞类型特异性［2］，能够特异性操控目标神经元，而对相邻的其余类型神经元无影响。其另一个较突出优点是可以活体操作，具有独特的高时空分辨率。因而光遗传学弥补传统神经细胞调控手段的许多缺陷，已经成为神经药理学领域科学研究的重要钻研方向，越来越多的应用到神经精神疾病研究中［3-5］。

在中枢神经系统中，光遗传学可以利用光敏通道蛋白在微秒级别上控制某一特殊类型的神经元［6］。而且，近年来已经通过分子生物学的手段成功改造了许多的光敏通道蛋白，为激活或抑制神经元以及控制细胞下游信号分子提供了多样便捷的研究工具。

目前，光遗传学方法中光敏感蛋白主要是从单细胞微生物的视蛋白中获得的，按照特性的不同，主要有兴奋性和抑制性两种。其中，在最近的研究中兴奋性光敏感蛋白视紫红质通道 2（channel rhodopsin-2，ChR2）较为常用，通过470 nm 蓝光对ChR2进行照射引发快速的阳离子内流，从而使得细胞膜发生去极化反应得以兴奋，最终导致一系列的电生理效应［7］。……