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甲状腺素终生控制彩色视觉

研究人员发现,在小鼠的成熟视锥细胞中,视觉色素的产生由甲状腺素控制。他们推测,这种机制存在于所有哺乳动物中,包括人类。

在视觉过程中,甲状腺素的作用是什么?目前认为,调节视锥细胞产生哪种视觉色素的关键就是甲状腺激素。过去猜测,视锥细胞的彩色控制由成熟的视网膜决定。德国马克斯·普朗克大脑研究所、法兰克福大学和奥地利维也纳大学的研究人员发现,在小鼠的成熟视锥细胞中,视觉色素的产生受甲状腺素调控。他们推测,这一机制在所有哺乳动物中均存在,包括人类。如果情况属实,成年人甲状腺功能不足可能会影响彩色视觉。

甲状腺素在人体和神经系统的发育中起重要作用。先天性甲状腺素不足的儿童会出现严重的生理和智力缺陷,因此新生儿需常规检测甲状腺功能,一旦发现异常即进行激素替代治疗。

小鼠研究表明,甲状腺素在眼睛发育,尤其是视锥细胞发育中发挥关键作用。视锥细胞是视网膜中与彩色视觉相关的细胞。哺乳动物有两种视锥细胞,分别含有一种视觉色素(视蛋白):一种感受短波光线(紫外/蓝视蛋白),另一种感受中长波光线(绿视蛋白)。视锥细胞表达甲状腺素受体,当受体被激素激活后,会抑制紫外/蓝视蛋白的合成并促进绿视蛋白的产生。

此前,甲状腺素控制视蛋白产生被认为仅发生在发育阶段。专家推测,成熟视锥细胞中已建立的“视蛋白”程序是固定的,无需进一步调节。然而,马丁·高斯曼研究小组挑战了这一观点。他们证明,成熟视锥细胞中视蛋白的产生仍受甲状腺素水平控制。

研究人员首先分析了甲状腺素与小鼠出生后视锥细胞早期发育的关系。“随后我们想知道,甲状腺素影响视锥细胞的时间窗口有多长,以及激素停止影响视蛋白产生的时间。”研究人员说,“我们惊讶地发现并没有这样一个终结点,甚至在小鼠出生数周后,甲状腺素仍持续影响。”接着,研究人员对甲状腺功能减退的成熟小鼠视锥细胞进行了数周分析。这些小鼠的所有视锥细胞都转向产生紫外/蓝视蛋白,而绿视蛋白减少。通过激素替代治疗使激素水平恢复正常后,视锥细胞又恢复了视蛋白的正常调节状态:一种视锥细胞产生绿视蛋白,另一种产生紫外/蓝视蛋白。研究人员总结,这些根据视蛋白分化的视锥细胞终生受甲状腺素控制,且具有动态可逆性。

“这项研究除了对视网膜研究重要外,还具有临床意义。”高斯曼说,“如果这种机制在人类视锥细胞中也起作用,那么成年人因碘摄入不足或甲状腺切除导致甲状腺素分泌不足,将影响视锥细胞的视蛋白产生和彩色视觉。”临床文献中尚无类似报告,可能是因为甲状腺素不足的症状较为严重,在视锥细胞表现出视蛋白异常之前,患者已开始接受治疗。

(责任编辑:glia)