近视机制研究新进展:自感光视网膜神经节细胞在近视中的作用

【字体: 时间:2022年06月10日 来源:复旦大学

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  随着全球近视发病率不断上升,对近视发病机制的研究势在必行。复旦大学杨雄里院士团队最新研究揭示了自感光视网膜神经节细胞(ipRGCs)在近视和眼球生长中的重要作用,可能为干预近视提供新的思路。

  


近视是一种病理性的眼部屈光状态,是由于眼球生长异常和/或眼部屈光力使视觉图像形成于视网膜前,从而导致视力模糊。近视的患病率高发,已累及全世界人口的三分之一。近视机制的研究是建立有效的近视防控策略的基础,因此更加迫切需要详细阐明控制眼睛屈光发育和近视进展的机制。

多年来,视杆细胞和视锥细胞一直被认为是视网膜中唯一的光敏细胞,直到上个世纪末,视网膜神经节细胞的一个新的光敏亚群被发现。这些细胞,现在称为自感光视网膜神经节细胞(ipRGCs),位于传统神经节细胞之间,表达特有的视色素——视黑质(melanopsin)它们可由视杆和视锥发出的信号驱动,将光感受器信号向视中枢传递投射。.不同于传统的神经节细胞,ipRGCs也被视黑质触发的光转导级联激活。这些细胞最初被认为是负责调节所谓的非图像形成的视觉行为,这些行为发生在有意识的视觉感知之外,如瞳孔收缩。越来越多的证据表明,ipRGCs也可以影响图像形成视觉(模式视觉)。尽管视黑素质信号的改变与实验性近视有关,ipRGCs是否参与眼睛生长和近视进展以及如何参与,目前还不清楚。

在这项工作中,复旦大学脑科学研究院/医学神经生物学国家重点实验室杨雄里院士领导的科研团队选择用基于形觉剥夺的小鼠近视模型,应用多学科技术对ipRGC在小鼠的屈光发育及近视形成中的作用进行了系统的研究。实验表明,以免疫毒素MEL-saporin选择性损毁小鼠ipRGC,或通过化学遗传学技术将其特异激活,使发育中的小鼠分别出现显著的近视性或远视性屈光偏移。进一步的实验显示,ipRGC所含的视黑质信号及常规光感受器信号分别通过调制眼轴长度和角膜曲率影响眼球的发育。尤其值得注意的是,形觉剥夺眼ipRGC的视黑质蛋白表达水平及其介导的光反应幅度均出现上调,而将视黑质敲除,或将小鼠饲养于480 nm波长光(视黑质的最大激发波长)阙如的环境中造成视黑质激活程度的下调后,形觉剥夺诱导近视的效应显著减小。细胞亚型-特异性消融术显示M1亚型细胞,可能还有M2/M3亚型细胞参与眼部发育。这项工作首次清楚地阐明了ipRGC在眼球发育及近视形成中的重要作用,尤其是ipRGCs的视杆/锥驱动信号和视黑质信号可以分别控制角膜曲率半径(CRC)和轴长(AL)。这为未来近视干预策略的研发提供了新思路。

亮点

靶向消融术诱导ipRGCs近视屈光移位,

ipRGCs的选择性化学激活诱导远视屈光位移

视黑质信号促进眼轴延长

文章还详细探讨了ipRGCs如何参与眼屈光发育和FDM形成,参与小鼠屈光发育的ipRGC亚型,在正常屈光发育过程中ipRGCs的视黑质信号和视杆/锥驱动信号分别与AL和CRC相关,以及ipRGC促进眼部生长的可能机制。


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