感光神经节细胞的活体形态特点：异于视杆、视锥细胞的光感受器

目的 在细胞水平研究活体感光视网膜神经节细胞（ipRGCs）形态特点,其在弯曲视网膜组织内与视杆、视锥细胞的位置关系,及其光感受器光反应信号特点.方法 研究263个经增强型绿色荧光蛋白（EGFP）标记的活体ipRGCs,经用膜片钳记录技术复染,通过数码录像记录每个细胞从神经纤维层到内核层形态,分析其细胞体和树突在视网膜内丛状层、神经节细胞层的分布特点,及与弯曲的视网膜几何结构的匹配.对ipRGCs与视杆、视锥细胞光感受器的几何位置关系进行重建分析,推测ipRGCs系统的视功能. 结果 ipRGCs树突依视网膜曲度在内丛状层呈严格的3个亚层分布,亚层之间无感光树突面存在.每一亚层被稀疏的ipRGCs树突网络全覆盖成感光曲面,但对于每个ipRGCs,其树突在这些特定视网膜内丛状亚层曲面呈随机分布.所有ipRGCs树突形成的全视网膜感光三曲面与视杆、视锥细胞呈正交排列.ipRGCs树突形成的感光曲面与内丛状层的ON/OFF功能分层不一致,黑视色素及内在钙钠动作电位离子通道表达水平在单个M1、M2、M3细胞呈随机性.M4、M5细胞形态和功能与传统神经节细胞交叉. 结论 ipRGCs树突形成的多层全视网膜感光曲面与视杆、视锥细胞在弯曲的视网膜三维空间呈正交排列,单个ipRGCs形态、黑视色素及内在钙钠动作电位离子通道表达水平的随机性都提示其具有与视杆、视锥细胞不同的光感受器特点.

视网膜下间隙移植经基因修饰的视网膜色素上皮细胞对大鼠光感受器变性及视功能的保护作用

目的 以RCS大鼠作模型,研究经基因修饰的永生化视网膜色素上皮细胞(RPE)视网膜下移植对光感受器变性的保护作用。方法 在绿色荧光蛋白基因逆转录病毒感染的基础上,利用脂质体介导节状神经生长因子(CNTF)表达质粒转移,修饰成人RPE细胞系CRL-2302。将1×105个表达绿色荧光蛋白(GFP)或GFP及CNTF的RPE细胞移植到4～5周龄RCS大鼠右眼视网膜下间隙,左眼不移植或注射。PBS作为对照。术后2、4、6、8、10和12周作荧光显微镜、光镜、电镜及电生理检查。结果 荧光显微镜观察,术后1周移植的人RPE细胞在RCS大鼠视网膜下间隙已扩散到几乎整个眼底,但随时间延长移植的细胞逐渐减少,术后6周仅残留少量移植细胞。光镜及电镜观察显示移植眼保留的光感受器数量明显较对照眼多,凋亡细胞则较对照跟少。此外,移植眼宿主RPE细胞形态较正常,并可见吞噬小体。视网膜电图(ERG)检查结果表明部分移植眼视网膜功能明显较对照眼好。结论 经过基因修饰的RPE细胞移植可延缓RCS大鼠视网膜光感受器变性,为治疗视网膜变性提供了新的途径。(中华眼科杂志,2004,40:552-556)

OPN1LW 基因内含子新的剪切变异相关的X染色体连锁遗传性视杆视锥细胞营养不良

目的位于X染色体上的OPN1LW基因变异通常导致蓝色单色视。OPN1LW基因变异多发生在外显子区域,内含子区域的变异少见。本研究分析OPN1LW基因内含子新的剪切变异相关的X染色体连锁遗传性视杆视锥细胞营养不良合并近视家系的临床表型及基因突变特点。方法采用家系调查研究方法,收集2020年1月9日于河南省人民医院临床诊断为视杆视锥细胞营养不良合并近视1家系3代7名成员。对部分家系成员进行眼科检查,采集受试者静脉血并提取DNA,用河南省眼科疾病临床研究中心自主研发的眼后段疾病靶向捕获基因检测试剂盒PS400和全外显子测序法筛选致病基因。用一代Sanger测序和家系共分离法对筛选的靶基因进行验证,参照美国医学遗传学协会(ACMG)指南和在线工具SIFT、Polyphen2、Mutation Taster对新发现的变异位点进行致病性分析。结果先证者5岁,男,临床表现为双眼视力不佳,红绿色盲和眼球震颤。双眼眼前节检查未见明显异常。眼底可见视盘边界清、色淡,黄斑中心凹反光可见。光相干断层扫描(OCT)示双眼黄斑区部分椭圆体带反射模糊,呈颗粒样。全视野ERG显示,双眼暗视0.01 ERG波形记录不到,暗视、明视3.0 ERG a、b波振幅明显降低。先证者舅舅有相似的临床表型,但症状更严重。广角眼底照相示双眼高度近视眼底改变,周边视网膜萎缩并伴有散发黑色圆点病灶;自发荧光示周边视网膜呈弱荧光,中周部未见明显异常。2种二代测序结果均显示OPN1LW基因内含子1个新的半合子剪切变异c.112+2T>G和SEMA4A基因1个新的杂合变异c.1913A>C(p.Y638S)。OPN1LW基因c.112+2T>G变异进一步导致1号内含子经典的剪切体供体序列改变。根据ACMG指南分析显示,c.112+2T>G致病性评分为PVS1+PM2+PP1,为致病性变异。结论本研究首次报道了与OPN1LW基因变异相关的X染色体连锁遗传性视杆视锥细胞营养不良合并近视家系的致病突变,且该新的致病变异位于基因内含子区域。这个结果与以往OPN1LW基因变异主要发生于外显子的认识不同,因此本研究扩大了OPN1LW基因致病突变谱和临床表现谱。

小鼠光感受器细胞丢失环境对内在光感受性视网膜神经节细胞的影响

目的研究视网膜变性小鼠(rd)光感受器细胞丢失病变过程中内在光感受性视网膜神经节细胞(inner photosensitive retinal ganglion cells,ipRGCs)及其黑视素表达的变化。方法取出生后1月龄、3月龄和6月龄视网膜变性小鼠和正常对照小鼠,分离视网膜行melanopsin免疫组化染色,阳性细胞计数;应用荧光定量PCR和western-blot,检测不同病变阶段rd小鼠视网膜中melanopsin基因和蛋白的表达情况,分析组间差异。结果正常小鼠视网膜约1%视网膜神经节细胞呈melanopsin阳性表达,分布于全视网膜。rd小鼠melanopsin阳性神经节细胞数量同正常小鼠相比,各年龄组均无明显差异;荧光定量PCR结果显示,与正常对照组和1月龄rd小鼠组相比,3月龄和6月龄rd小鼠视网膜melanopsin mRNA的表达量显著上调,且差异有统计学意义(P<0.05)。western-blot结果显示,随着出生年龄的增长rd小鼠视网膜melanopsin蛋白表达量呈上升趋势,6月龄rd小鼠与1月龄rd小鼠间差异有统计学意义(P<0.05)。结论视网膜变性小鼠病变进程中,内在光感受器视网膜神经节细胞数量无明显变化,而基因和蛋白分析显示melanopsin表达逐渐上调,在病变晚期尤为显著。提示在视网膜变性微环境中,经典光感受器细胞丢失后,ipRGCs作为第三类光感受器细胞可能试图代偿感光功能,上调特异感光色素的表达。

小鼠实验性视网膜脱离后光感受器细胞的凋亡

目的研究小鼠实验性视网膜脱离后光感受器细胞的凋亡情况。方法将成年C57Bl/6J小鼠36只分为2组:实验组小鼠18只左眼视网膜下注射1.4%透明质酸钠造成视网膜脱离,对照组小鼠18只左眼仅作巩膜穿刺。分别于手术后1、3、7和28d摘除眼球,视网膜切片进行组织化学、免疫荧光染色,共聚焦显微镜检查。抗视锥和抗视杆细胞的抗体分别标记视锥和视杆细胞,dUTP缺口末段标记法(TUNEL)标记凋亡细胞。通过计数存活和凋亡的视锥和视杆细胞来定量光感受器细胞的凋亡和细胞丢失。结果凋亡细胞只存在于脱离部分视网膜的外核层,凋亡细胞在视网膜脱离后1d即可检测得到,3d时达到高峰,7d后陡然减少。视网膜脱离后视杆和视锥细胞的死亡呈现同样的时程。结论凋亡是视网膜脱离后光感受器细胞死亡的主要病理改变。

盘膜边缘蛋白和杆体外节盘膜蛋白与视网膜光感受器变性

盘膜边缘蛋白（ｐｅｒｉｐｈｅｒｉｎ）和杆体外节盘膜蛋白（ｒｏｄ ｏｕｔｅｒ ｍ ｅｎｂｒａｎｅ ｓｌｏｗ，ＲＯＭ１）是视网膜光感受器细胞外节盘膜中的膜结合蛋白，二者以四聚体的形式存在于外节盘膜的盘缘区，在外节盘膜正常形态结构的产生与维持上起重要作用。它们的改变将引起视网膜光感受器变性。

哺乳动物昼夜节律调节的神经基础——昼夜光感受器

哺乳动物昼夜光感受器为一组具有直接感光功能的特殊视网膜神经节细胞 ,其基本感光色素为黑视素 .昼夜光感受器具有直接、广谱和稳定感受昼夜光变化的功能特点 .昼夜光感受器的功能是通过导引作用 ,使下丘脑视交叉上核内的昼夜节律活动与外界明

锥杆通路对人视网膜电图振荡电位时频域贡献的分析

目的探讨视锥通路和视杆通路对人视网膜电图振荡电位时频域不同成分的贡献。方法病例对照研究。20例受试者被分为两组，每组10例，即正常组和视锥通路异常组。所有受试者均依据ISCEV标准行双眼明暗适应3．0ERG检查。导出数据后运用Matlab7．0提取其振荡电位成分，傅里叶变换得到幅频图，拟合其频谱图后对组内数据比较采用配对t检验，对组间数据比较采用独立样本t检验。结果正常组视网膜电图检查结果中暗适应3．0振荡电位不同子波成分的幅值分别为（48．63±4．29）、（158．00±32．75）、（69．27±30．31）、（38．5±15．28）μV；视锥通路异常组分别为（4．12±3．20）、（71．25±25．43）、（48．96±20．05）、（36．84±14．26）μV。相对于正常组，视锥通路异常组前两个成分（OSl和OS2）幅值明显降低（t=16．68，5．77；P〈0．01）；两组明暗适应振荡电位频域均包含两个成分（主、次频成分），相对于正常组，视锥通路异常组的明暗适应振荡电位主幅值均明显降低（t=2．72，P〈0．05；Z=2．24，P〈0．05）；而对于次幅值，在明适应振荡电位中，视锥通路异常组明显低于正常组（t=4．20，P〈0．005）。结论锥杆通路对明暗振荡电位均有贡献，视锥通路主要贡献时域内较早、频域内较高成分，视杆通路主要贡献时域内较晚、频域内较低的成分。

内在光敏性视网膜神经节细胞的研究进展

内在光敏性视网膜神经节细胞是除视锥和视杆细胞外，视网膜中另一种具有光敏感作用的细胞，其在生物昼夜节律和瞳孔对光反射的调节中具有重要作用，近年来受到世界上时间生物学和眼科学领域一些研究者的重视，然而国内学者对其研究较少，因此有必要就其生物学特征、生理作用及其在临床中的应用予以综述。

内在光敏性视网膜神经节细胞的研究进展

内在光敏性视网膜神经节细胞(ipRGC)是一种不同于视锥和视杆细胞的第3类感光细胞,其主要功能是参与调节生物体昼夜节律、瞳孔对光反应等非图片视觉活动。近期研究揭示ipRGC还与视网膜内多种突触存在相互作用,参与图片视觉,而且与多种临床疾病相关。本文针对ipRGC形态和功能特点、临床应用等方面的研究进展进行总结和分析,以期为临床工作提供参考。

家禽黑视蛋白对生物节律和繁殖行为的调节

哺乳动物光感受作用仅限于视锥细胞、视杆细胞和少数视网膜神经节细胞,而非哺乳类脊椎动物存在许多的眼外光感受器,但是这些眼外光感受器的确切功能及其感光色素目前仍不十分清楚[1]。家禽视网膜、松果体和视交叉上核是感受光照并参与调控生物节律和繁殖行为的主要部位。黑视蛋白（Melanopsin）是自主感光神经节细胞（Intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ipRGCs）表达的一种感光色素蛋白,近年来研究表明其在家禽视网膜、松果体和视交叉上核均有表达[。

接受大剂量依洛福芬治疗患者的视锥损害

Objectives: To describe the clinical, perimetric, and electroretinographic (ERG) results of 4 patients with cone dysfunction following irofulven treatment including the histopathologic and immunocytochemical features of one patient’ s retinas. Design: Observational case series. Methods: The patients were examined clinically, including perimetric and ERG evaluations. Eyes from patient 1 and healthy postmortem eyes were processed for histopathologic and immunocytochemistry studies with antibodies specific for cones, rods, and reactiveMü ller cells. Main Outcome Measures: Clinical signs and symptoms, perimetry, ERG, retinal histopathologic and immunocytochemistry study results. Results: All 4 patients had ERG changes consistent with abnormal cone responses and relatively normal rod responses. Compared with control eyes, the retina of patient 1 had approximately half the normal numbers of macular cones and fewer peripheral cones. The number of rods were normal but all rod and cone outer segments were shortened. Conclusion: High-dose irofulven treatment causes cone-specific damage with relative sparing of rods.

新生小牛视杆细胞体外发育过程中细胞形态及视色素分子分布的极性特征

目的明确新生小牛视网膜视杆细胞体外发育过程中细胞形态及视色素分子分布的变化规律。方法分离培养新生小牛视网膜神经细胞,培养10、20、30和40d的神经元用于免疫细胞化学染色,采用rho4D2抗体标记视网膜视杆细胞,观察不同培养时期的阳性细胞的形态特征及视色素分子分布的特点。用图像分析系统定量测量阳性细胞的免疫反应强度。结果rho4D2阳性细胞呈现两种形态,一种为无突起的小圆形细胞,另一种为带有顶端突起的细胞。体外培养10d时,视色素弥漫地分布于整个细胞膜及顶端突起;培养20d时视色素逐渐向顶端突起或细胞的一端集中;到培养30、40d时,视色素聚集于顶端突起或细胞的一端,呈现极性分布特征。定量分析显示,体外培养20d的阳性细胞,免疫反应强度较培养10d时明显增强,培养20、30、40d的阳性细胞的免疫反应强度没有明显差异。结论体外培养30、40d的视杆细胞具备细胞结构及视色素分子分布的极性特征,并有高水平的蛋白质表达能力,是发育成熟的神经元。

急性低氧对鲫鱼视锥和视杆水平细胞反应的不同影响

低氧引起神经元功能、形态、代谢等多方面的变化。在视网膜,缺氧影响自光感受器至水平细胞的突触传递,导致后者对光反应的压抑。在本工作中,我们在完整的在位眼杯标本研究了急性低氧对视杆性和视锥性水平细胞对光反应的不同影响。

不同波段UVR-B相干作用引起的白内障特点研究

目的分析不同波段UVR-B相干作用引起的白内障特点。方法选取6周龄大鼠40只作为研究对象,随机分为研究组和对照组,每组20只。两组大鼠均采用UVR-B辐射管照射,暴露一只眼。对照组大鼠暴露在UVR-B生物学剂量8 k J/m^2,UVR-B 300 nm,暴露70 min。研究组在300 nm UVR-B下暴露35 min,剂量为4 k J/m^2,随后,一只眼睛在310 nm下暴露35 min,剂量为42 k J/m^2。分别在暴露3 d后和7 d后处死。观察白内障特点,行超微结构检查,并测定ROS、ONL变化。结果对照组大鼠出现皮质性白内障发生率高于研究组(P<0.05)。对照组近晶体赤道部出现环形灰白色混浊,1只小鼠还有核性混浊。观察组晶体赤道部出现较轻环形混浊。非暴露眼晶体透明。暴露3 d后,对照组颞侧ROS与非暴露眼无明显差别。研究组出现明显水肿情况,内节盘膜略短。暴露1周,对照组颞侧与非暴露眼无明显差别,观察组水肿减轻,仍然可见。超微结构显示,研究组暴露1周颞侧ROS顶部逐渐恢复。研究组暴露1周后,ONL低于对照组(P<0.05)。研究组大鼠暴露1周后,ROS长度低于对照组(P<0.05)。结论UVR-B波段300 nm下暴露容易出现白内障,生物学效果更强,不同波段UVR-bB均会引起核性白内障。

常染色体显性遗传视锥-视杆营养不良一家系的基因突变检测

视锥视杆营养不良（CORDD）为高度临床异质性和遗传异质性眼病,以视锥细胞受损为主,伴不同程度的视杆细胞损伤[1-3].目前,已明确的CORD致病基因已有25个[1-3].其中,常染色体隐性遗传基因 13个;常染色体显性遗传基因10个;X连锁遗传基因 2个.本研究对1个南方汉族常染色体显性遗传CORD家系的视锥视杆同源盒（CRX）基因突变谱进行了测序验证.现将结果报道如下.

大双角蝎蛉幼虫复眼超微结构及其在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义

【目的】长翅目(Mecoptera)是全变态类昆虫中唯一在幼虫期具有复眼而无侧单眼的类群,是研究昆虫复眼与侧单眼之间演化关系的理想材料。本研究旨在阐明长翅目幼虫复眼的结构特征,为探讨长翅目幼虫复眼与其他全变态类幼虫侧单眼之间的进化关系提供依据。【方法】本研究运用光学显微镜、扫描和透射电子显微镜技术观察了蝎蛉科(Panorpidae)大双角蝎蛉Dicerapanorpa magna(Chou)幼虫复眼的超微结构,并依据其结构特征对长翅目幼虫复眼在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义进行了探讨。【结果】结果表明,大双角蝎蛉幼虫复眼属于并列像眼,由50多个小眼组成。小眼由1个角膜、1个晶体、8个视网膜细胞、2个初级色素细胞和数个次级色素细胞等组成。视网膜细胞分为4个远端细胞和4个近端细胞。远端视网膜细胞的视小杆向上延伸包裹着晶体的基部,使视杆末端呈漏斗状。【结论】分层的视网膜细胞和漏斗状的视杆很可能是长翅目幼虫复眼的共有祖征。这两个特征不存在于长翅目成虫复眼中,但存在于许多渐变态类昆虫中。由此推测,长翅目幼虫复眼可能与渐变态类昆虫的复眼存在同源关系。我们认为,长翅目幼虫独有的复眼很可能是全变态类昆虫的祖征,其他全变态类幼虫的侧单眼可能是由复眼演化来的。

鳜视觉转变期视锥细胞排布的组织学构建

视网膜是硬骨鱼类视觉成像系统中的重要组成部分,其中视网膜感光细胞层中视锥细胞的二维排列被称作视锥细胞排布,是视网膜发育的重要内容。鳜仔鱼到幼鱼阶段视网膜结构发生了显著变化,在本研究中,我们利用免疫荧光技术和几何规则度分析研究了鳜视锥细胞排布的构建过程。结果表明,鳜视觉转变期(出膜第28~63天,D_(28)~D_(63))不同亚型视锥细胞(蓝色视锥细胞、紫外视锥细胞和视双锥细胞)存在异速增长,造成不同视锥细胞在总视锥细胞中占比发生显著变化,导致视锥细胞排布趋向于某些特定构型,由早期(D_(28))的(2)型和(3)型排布逐渐过渡到后期(D_(63))的(1)型和(4)型排布,在组织细胞水平上确保了鳜视网膜胚后发育中其结构既能适应不断变化的环境,又维持了基本的成像能力。本研究首次阐述鳜视网膜视锥细胞排布的组织学构建过程,为进一步研究鳜视觉特点提供了重要的生物学依据,同时,对视锥细胞排布构建过程的量化分析方法也为本方向相关研究提供了新的手段。

中国科学家研发出人造眼,有望实现比人眼更高的分辨率

据Newscientist 2020年5月19日消息,香港科技大学科学家研发出模仿人眼结构的人造眼。在仿生眼的设计中,模拟半球形视网膜与大量视细胞的结构与功能是一大难点。该人造眼通过包含了紧密排布的钙钛矿光敏纳米线的人工视网膜,模仿人眼的光感受器,使得仿生眼能“看见”字母。作为概念验证装置,目前该人造眼的分辨率不高。但通过该设计方法,有望大幅提高纳米线密度,从而实现比人眼更高的分辨率。相关研究成果发表于《自然》期刊。