腦科學創新成果不斷涌現

先進院腦所自成立以來，不斷涌現出腦科學創新成果，如在國際上率先發現了大腦先天對突發威脅具備針對恐懼的“防御系統”，這是大腦一種非常原始、保守的固有能力。這一大腦基本運行規律的發現，對腦疾病的防控和人工智能中快速防御功能的研發有重要指導價值。

深港腦院正在打造一張深港科技合作的“新名片”。在腦科學領域，深港合作取得了重磅科研成果——首次通過跨血腦屏障的全腦基因編輯修復罹患阿爾茨海默病小鼠的病變。該成果入選中國神經科學學會2021年度“中國神經科學重大進展”，也是粵港澳大灣區首個獲獎項目。腦所副所長陳宇研究員介紹，2021年7月26日，由香港科技大學、深圳先進院組成的合作研究團隊，在《自然·生物醫學工程》上在線發表了題為“Brain-wide Cas9-mediated cleavage of a gene causing familial Alzheimer’s disease alleviates amyloid-related pathologies in mice”（全腦Cas9介導的家族性阿爾茨海默病突變基因編輯改善小鼠淀粉樣蛋白相關病理）的研究論文，通過非侵入式的靜脈注射途徑，突破常規的腦定位局部注射、腦脊液注射等侵入式的基因治療給藥方式，首次成功實現高效的全腦基因編輯，緩解了阿爾茨海默病的相關病癥。這是基因編輯技術向腦類疾病臨床治療發展的一個重要里程碑，有助于開發影響多腦區的腦部遺傳性疾病的精準醫療。

另外，腦所通過和北京大學的團隊合作，在國際上首次發現了慢性疼痛導致焦慮、抑郁的大腦環路，為治療由疼痛導致的疾病提供了研究靶點。在帕金森病干預研究中，該團隊率先證實大腦中一類特定細胞有重要貢獻，為帕金森病的治療提供了新的線索；此類細胞還可以作為干細胞的微環境，影響干細胞分化和修復帕金森病患受損的腦網絡，為治療提供新方案。

在腦疾病的干預研究中，腦所團隊發現癲癇的異常神經元放電的傳播方向，為精準地抑制癲癇發作提供技術佐證。上述研究成果都是基于先進院的研究平臺完成的，成果均發表在《自然》的子刊上，大大增強了深圳在腦科學研究領域的國際影響力。

朱英杰所在團隊聯合美國斯坦福大學陳曉科團隊針對阿片類藥物成癮發現了兩條神經通路，破解了全新功能。此外，通過抑制其中一條通路，研究人員成功消除了小鼠成癮的關聯記憶，阻止了復吸行為的發生。相關研究于2020年7月16日發表于神經生物學著名學術期刊《神經元》。這是深港腦院內爾神經可塑性諾獎實驗室的研究成果，也是深圳市藥物成癮重點實驗室的首個研究成果。

截至2022年5月底，深港腦院科研團隊先后在《自然》《科學》《神經元》《美國國家科學院院刊》等國際頂級期刊發表論文112篇，申請專利300余項，獲授權專利80余項。

深港腦院科研團隊在產業化轉移轉化方面也傾盡全力，取得了卓有成效的成績。比如，王立平研究員在光遺傳技術研發、光/神經界面構建、神經環路示蹤、精準調控等方面開展了一系列的工作，從2012年到2020年，連續舉辦九屆“全國光遺傳技術培訓班”，將上述關鍵技術輻射到國內400余家實驗室，為這項技術在國內的普及、降低國內同行的“試錯成本”做出重要的貢獻。近年來，這項技術以及其他神經環路示蹤、調控技術的廣泛應用在神經環路層面引發機制研究領域的革命，回答了許多傳統研究方法無法回答的科學問題。

王立平團隊與蔚鵬飛團隊多層次合作，在計算行為學領域取得新進展?；趯游锉灸芊烙袨榈难芯糠e淀，結合前沿的計算機視覺和機器學習技術，自主研發了全新的高精度動物行為三維重建和自動化表型鑒定的新系統。此系統創新性地整合了三維行為采集、層次化行為分解，構建行為圖譜，并在自閉癥小鼠疾病模型上發現了潛在的刻板行為。王立平透露：“已有20余家意向客戶完成專利限定簽約，包括上海市精神衛生中心、中山大學、華西第二醫院、暨南大學等。后續將實現批量化生產，研發數據分析云平臺?！?/p>

又如，基于嗜神經病毒的研究體系成為神經環路結構研究的主要手段，具有若干已有手段難以比擬的優勢：病毒種類繁多、外源基因的裝載能力、宿主感染選擇性、傳播能力與方向、跨突觸能力等因素為攻克病毒提供了眾多的選擇。徐富強研究員及團隊在過去十余年里致力于神經環路結構與功能研究新技術新方法的開發及應用，通過整合分子和細胞生物學、遺傳學、病毒學、神經生物學、影像學、化學、物理學、生物信息學、生物工程學等學科，建立了以十多類嗜神經病毒為載體，國際上最齊全的神經環路結構與功能可視化研究的工具庫，500余種產品多處于世界領先水平，建立的服務平臺可為國內外數千家實驗室提供支撐，成為腦科學領域研發不可或缺的工具。

“我們已轉化的相關產品在2021年年銷售額超過3000余萬元。”徐富強研究員介紹，“國家把基因治療列為重點產業發展方向，我們的專利技術可以實現抗癌藥物的靶向遞送及高效生產，一方面，我們要繼續改進工具病毒，克服仍存在的關鍵問題；另一方面，我們針對新型冠狀病毒、惡性腫瘤、糖尿病、眾多罕見疾病等進行深入研究，利用深圳良好的產業化環境，可能在某些基因治療上獲得突破。”

值得一提的是，腦科學與類腦智能、細胞與基因均被列入深圳2022年《關于發展壯大戰略性新興產業集群和培育發展未來產業的意見》中提到的8個未來產業重點發展方向。作為深港腦院中重要研究方向之一的嗜神經病毒的研究體系的建立，同樣在支撐罕見神經系統疾病基因治療領域具有極大的潛能。深港腦院的該研究方向，于2021年初獲批國家藥監局審批的“細胞和基因治療藥物病毒載體技術研究與評價重點實驗室”“國家腦計劃”，這對深圳乃至粵港澳大灣區的腦科學、細胞與基因治療相關產業的發展是一大利好基礎。

2018年11月，首個基于腦認知規律的服務教育的企業聯合實驗室掛牌成立，深圳市藥物成癮重點實驗室于2020年成立，又聯合多個重點實驗室推動先進院腦研究最新成果的落地和轉化，基于前期基礎研發成果的若干高科技公司已獲得融資。