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视觉的新型信号通路:视网膜ipRGC细胞与黑视蛋白在对比敏感度中的关键作用

2014-05-31 11:21 江洪波 ScienceDaily 阅读 0
核心摘要: 约翰霍普金斯大学研究发现,视网膜中的非典型光感受器ipRGCs及其表达的黑视蛋白在视觉对比敏感度中起关键作用,挑战了传统认为视觉仅由视杆和视锥细胞调节的观点。该研究利用小鼠模型证实,黑视蛋白信号增强了动物对明暗对比的感知,为视觉信号通路提供了新见解。

美国约翰霍普金斯大学的研究人员发现,视网膜细胞在视觉方面发挥作用的新机制。研究人员利用小鼠模型发现,视网膜细胞中的非典型光感受器——内在光敏感视网膜神经节细胞(ipRGCs),在检测光明暗对比时发挥作用,是视觉成像过程中的关键因素。这一发现的核心在于,视网膜细胞表达光色素黑视蛋白(melanopsin),当眼睛吸收光线时,它负责引发一种化学变化,意味着黑视蛋白信号对视觉功能具有重要作用。相关研究成果于2014年5月21日发表在《神经元》(Neuron)期刊上。

众所周知,视锥细胞和视杆细胞是视网膜中最著名的光感受器,它们在不同光线环境中被激活。视杆细胞在昏暗或弱光环境下发挥作用;视锥细胞对颜色识别至关重要。长期以来,人们认为视网膜上的光感受器只有视锥和视杆细胞,直到十多年前,研究人员发现了第三种光感受器——ipRGCs,这是一种内源性光敏感的视网膜神经节细胞,含有黑视蛋白。不过,此前一直认为ipRGCs仅专门检测光线,不具备成像功能。

然而,实验显示,ipRGCs的作用比以前所知的更为多样,例如在视觉成像过程中发挥重要作用。该研究团队在小鼠实验中发现,当黑视蛋白出现在视网膜神经节细胞中时,小鼠能更好地辨别Y型迷宫中的差异。黑视蛋白基因正常的小鼠比基因敲除小鼠具有更高的对比敏感度。

黑视蛋白信号在小鼠视觉功能的对比敏感度中起作用,ipRGCs和黑视蛋白决定了所见景物的边界。因此,以往认为视觉功能仅由视杆和视锥细胞调节的观点是不完整的,视觉功能还可受ipRGCs和黑视蛋白影响。下一步的研究任务是探究黑视蛋白在人视网膜成像视觉功能中是否发挥相似的作用。

核心学术观点:ipRGCs和黑视蛋白信号通路是视觉对比敏感度的重要调节因子,补充了经典的视杆-视锥细胞视觉理论。

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