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3 讨论
C57BL/6J小鼠在出生后14 d左右眼睑自然睁开,既往研究表明,小鼠在出生后2周左右内,视网膜仍然存在显著、有序的发育和分化过程[4-5]。本实验在成功建立新生C57BL/6J小鼠提前开睑模型的基础上,研究在视网膜发育逐步成熟的过程中melanopsin在mRNA和蛋白水平含量的变化,以及提前光照对melanopsin表达的影响。免疫荧光的结果提示,melanopsin阳性神经节细胞(光敏感性神经节细胞)在5天龄时表达最多,之后表达减少,在90天龄时melanopsin阳性神经节细胞表达最少。由于melanopsin阳性细胞占神经节细胞数量的比例很少(在成年C57BL/6J小鼠约1%的神经节细胞表达melanopsin[6]),免疫荧光方法也无法准确量化阳性细胞的表达量,据此我们为了验证以上结果和更进一步地证实提前光照组和对照组melanopsin表达的差异,运用RT-PCR和western blotting法由mRNA和蛋白水平检测melanopsin的表达状况。两者结果都提示,在视网膜神经节细胞发育过程中,提前开睑组和对照组melanopsin含量均逐步下降,在5天龄到14天龄过程中下降趋势明显,在14天龄到90天龄过程中下降趋势趋于平缓;组内比较,14天龄之前提前光照组melanopsin的表达低于相应对照组。以上证据表明,小鼠从出生到14天龄之前阶段是视网膜光敏感性神经节细胞发育的关键时期,在这一时期内melanopsin表达逐渐减少,14天龄之后melanopsin表达基本稳定。目前这一生理变化发生的机制还不清楚,但光刺激可以下调melanopsin的表达。
既往研究表明,在光刺激传导过程中,melanopsin阳性神经节细胞主要功能是感受和传递光信号,melanopsin接收光照强度变化的刺激,引起其分子构象发生变化,光敏感性神经节细胞因此兴奋,产生慢速去极化的动作电位并释放谷氨酸、垂体腺苷酸环化酶活性肽(PACAP)等递质,并通过视网膜下丘脑束(RHT)传导通路,将视网膜的光信号投射到大脑的视交叉上核等部位发挥相应的功能[7]。因此在视网膜发育过程中,melanopsin的含量逐渐减少可能为机体对光刺激的一种适应性的调节,可能是melanopsin与其受体结合后影响一系列生长因子和生物活性物质的代谢过程,最终导致melanopsin的mRNA、蛋白和活性水平的改变。其中多巴胺(dopamine)可能是重要的转录因子,参与melanopsin基因转录和翻译的调控。已知dopamine在视网膜发育、细胞凋亡、明适应等方面具有重要作用[8]。Vugler等[9]研究发现一定量的dopamine维持melanopsin的表达,光刺激使dopamine表达减少,从而减少melanopsin的表达。设想可以通过阻断dipamine受体途径等进一步实验研究证实melanopain的表达是否受到影响并探索其内在机制。
以上现象的发现具有一定的临床意义,哺乳动物在胚胎期就有melanopsin的表达,光敏感性神经节细胞在出生时就已有感受光刺激的功能[10-11],而视杆和视锥细胞在出生后10 d左右才有此功能[12],因此在视觉成像系统还不具备功能的时候,melanopsin阳性神经节细胞就已经发挥非视觉成像作用了,提示我们新生儿过早过多地暴露在强光下可能对视网膜发育、眼和脑的正常生理功能带来损害。另外研究还发现一个有趣的现象,一些盲人虽然视杆和视锥细胞都已经完全退化,但melanopain阳性神经节细胞却基本没有受到影响,这些细胞依然可以感受光照强度的变化,具有调节生物钟的功能[13],这一现象提示我们不能单纯为了美观的需要将盲人的眼球摘除。Melanopain在视觉发育过程中具有重要作用,期望本实验能为melanopsin光感受功能机制的进一步深入研究提供参考。
【参考文献】
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[7] Hannibal J, Georg B, Fahrenkrug J, et al. Melanopsin changes in neonatal albino rat independent of rods and cones[J]. Neuroreport,2007,8(1):81-85.
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