血清素在小鼠视网膜神经节细胞中独特的调控机制：细胞特异性与 SERT 的关键作用

研究人员为探究 5-HT 和 SERT 对视网膜突触功能的影响，开展相关研究，发现 5-HT 以细胞特异性方式调节 RGCs，SERT 起关键控制作用。

　　在神奇的视觉世界里，我们能清晰地感知周围环境，这离不开眼睛复杂而精妙的运作。视网膜作为眼睛接收和处理视觉信息的关键部位，其中的视网膜神经节细胞（Retinal ganglion cells，RGCs）起着至关重要的作用。血清素（Serotonin，5-HT）作为一种在神经系统中广泛存在的神经递质，在视网膜中也有独特的分布和功能。

以往研究表明，5-HT 能调节神经元的兴奋性和突触功能，在认知和感觉功能中发挥重要作用。在哺乳动物视网膜中，具备合成、代谢 5-HT 的相关酶，还有转运体和不同亚型的 5-HT 受体。不过，目前对于 5-HT 和 5-HT 转运体（SERT）在调节视网膜突触功能方面的作用，科学家们了解得还不够深入。例如，5-HT 如何影响不同类型 RGCs 的功能，SERT 在这一过程中又扮演着怎样的角色，这些问题都亟待解答。为了揭开这些谜团，来自智利瓦尔帕莱索大学（Universidad de Valparaíso）的 Claudia Di Berardino、Sebastián F. Estay、Alejandro Alcaino 和 Andrés E. Chávez 等研究人员展开了深入研究。相关成果发表在《Biological Research》上。

研究人员开展了一系列实验，其中最主要的技术方法有：

1. 获取视网膜切片：选用出生后 30 - 50 天的 C57BL/6 J 野生型（WT）和 SERT 基因敲除（KO）小鼠，在异氟烷麻醉后获取视网膜切片，用于后续实验。
2. 膜片钳记录技术：利用全细胞膜片钳记录技术，在电压钳模式下记录 RGCs 的电活动，包括光诱发兴奋性突触后电流（L-EPSC）和自发性兴奋性突触后电流（sEPSC） 。
3. 数据分析：使用 Origin Pro 2018 软件进行统计分析，通过配对 t 检验评估 5-HT 和选择性 5-HT 再摄取抑制剂西酞普兰（citalopram）对 RGCs 兴奋性电流的影响。

下面来看看具体的研究结果：

1. 5-HT 对 RGCs 光诱发反应的细胞特异性调节：研究人员通过记录不同类型 RGCs 的 L-EPSC，发现 5-HT 对 RGCs 光诱发反应的调节具有细胞特异性。在 ON RGCs 中，5-HT 处理后，L-EPSC 的幅度和突触电荷没有明显变化；而在 ON-OFF RGCs 中，5-HT 显著降低了 L-EPSC 的 ON 和 OFF 成分。这表明 5-HT 能以细胞特异性方式调节小鼠 RGCs 的 L-EPSC。
2. 内源性 5-HT 对 L-EPSC 的影响及 SERT 的作用：为进一步探究内源性 5-HT 的作用，研究人员使用了 5-HT 再摄取抑制剂西酞普兰。结果显示，西酞普兰能显著降低 ON-OFF RGCs 的 L-EPSC，但对 ON RGCs 无影响。在 SERT 基因敲除小鼠的视网膜中，西酞普兰对 ON-OFF RGCs 的 L-EPSC 没有影响。这说明内源性 5-HT 也以细胞特异性方式调节 L-EPSC，且 SERT 在这一过程中起着关键作用，通过控制视网膜中 5-HT 的水平来影响 RGCs 的活动。
3. 5-HT 调节 ON-OFF RGCs 兴奋性突触传递的机制：记录 sEPSC 发现，5-HT 和西酞普兰能降低 ON-OFF RGCs 的 sEPSC 频率，但不影响其幅度。而直接激活 RGCs 上的突触后谷氨酸受体时，5-HT 和西酞普兰对电流没有影响。这表明 5-HT 介导的对 ON-OFF RGCs 兴奋性突触传递的抑制作用可能是通过调节突触前机制实现的，即减少兴奋性神经递质的释放。

综合研究结果和讨论，此次研究意义重大。研究人员发现 5-HT 以细胞特异性方式调节 RGCs 的兴奋性输入，且 5-HT 介导的对 RGCs 的影响受 SERT 的严格控制。这一发现为理解视网膜视觉处理的神经调节机制提供了新的视角，揭示了 5-HT 和 SERT 在视网膜功能中的重要作用。同时，研究结果也为解释长期使用选择性 5-HT 再摄取抑制剂（SSRIs）导致视觉不良反应的机制提供了线索，有助于进一步研究视觉相关疾病的发病机制和治疗策略，为未来的眼科研究和药物研发提供了重要的理论依据。