褪黑素對視網膜自感光神經節細胞活動的調製

《褪黑素對視網膜自感光神經節細胞活動的調製》是依託復旦大學，由翁史鈞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：褪黑素對視網膜自感光神經節細胞活動的調製
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：翁史鈞

項目摘要

褪黑素是一種重要的激素，通過三類與G蛋白耦聯的受體，參與機體晝夜節律形成及多種功能的調控。在視網膜中，褪黑素調製各類神經元的生理活動。表達一類最新發現的視蛋白－視黑質的視網膜自感光神經節細胞，參與對生物節律中樞－視交叉上核提供外界光強信息等非成像視覺功能的形成。我們計畫使用多種形態學和生理學研究手段，在大鼠視網膜自感光神經節細胞上定位各類褪黑素受體的存在，並觀察其空間分布特徵，進而研究褪黑素通過特定受體對此類細胞的光誘發反應，興奮性、抑制性突觸傳遞，以及明、暗適應的調製作用，並探討這些調製作用可能的信號轉導機制。我們的研究將成為深入了解褪黑素和自感光神經節細胞如何相互作用，調製生物節律及其它非成像視覺功能的形成和變化的首次嘗試。

結題摘要

褪黑素是一種重要的神經調質，通過激活兩種G蛋白偶聯受體MT1和MT2，調節一系列生物學反應。哺乳動物視網膜中，褪黑素由光感受器合成，分泌至各類神經元，參與多種視覺功能的調節。本項目運用多學科方法，研究了兩類褪黑素受體在大鼠視網膜自感光神經節細胞（ipRGC）中的表達模式，及其活動對該類細胞光反應的影響，同時關注這些受體在其它視網膜神經元的細胞學定位和表達節律。通過一種特異的視黑質抗體，成功標記到一類神經節細胞，計算機輔助的形態學重構顯示，它們屬於樹突分支於區域網路層OFF亞層的M1型ipRGC。螢光免疫雙標實驗顯示，MT1和MT2型受體共表達於大鼠M1型ipRGC，抗體信號主要分布於細胞質，且褪黑素受體信號早在出生當日即已出現。多通道微電極陣列記錄結合藥理學操作則提示，褪黑素受體拮抗劑削弱由視黑質驅動的內源性光反應，這一調製作用的胞內機制有待探索。同期展開的形態學研究還顯示，兩類褪黑素受體表達於多種類型的視網膜神經元。值得注意的是：在外核層，MT1受體信號僅見於視錐，而未見於視桿，提示褪黑素偏好於調製視錐信號；在核心層，多巴胺能無長突細胞中的一部分不表達MT1，這與前人所觀察到的、該類細胞生理反應的多樣性暗合。蛋白免疫印跡術定量分析發現：在12小時-12小時循環光照的條件下，MT1的表達呈現節律性，在光照期間表達量顯著上升；在無光照的黑暗環境中，這一節律消失。這些實驗結果，為兩個均與生物節律相關的因素——褪黑素系統和視黑質系統——在視網膜內的相互作用提供了證據，並在更普遍的意義上，為了解中樞神經系統中，褪黑素所介導的神經調製功能提供了啟示。