不同波长光照对周氏啮小蜂黑视蛋白基因表达的影响

周氏啮小蜂(Chouioia cunea Yang)是重大入侵害虫美国白蛾蛹期的重要寄生性天敌,趋光行为对周氏啮小蜂寻找食物、搜寻产卵场所起到重要作用。为探究周氏啮小蜂的趋光性分子机制,选取在视觉形成过程中起到重要作用的黑视蛋白基因(Melanopsin)进行探究。经不同波长,红色光(625~740 nm)、白色光(连续光谱)、蓝色光(440~490 nm)、黄色光(565~590 nm)4种光照射后,通过实时定量PCR检测Melanopsin基因的表达。结果发现,黑视蛋白基因受黄色光激发的表达量最多,其次为蓝色光。推测黑视蛋白基因的上游可能存在对黄色光波敏感的光诱导型启动子。

黑视蛋白功能的研究进展

黑视蛋白可作为非视觉成像系统的光感受器和感光物质,参与调节动物生物节律和繁殖等功能。近年来,黑视蛋白已成为视蛋白家族中的研究热点之一。文章就黑视蛋白功能的研究现状做一综述,旨在为进一步揭示非视觉成像系统的分子调控机理提供帮助。

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[。

黑视蛋白在家禽光适应性调节中的作用

对外界光照变化的适应对生命来说至关重要。黑视蛋白作为一种感光色素,在家禽视网膜、松果体和视交叉上核均有表达,除了参与机体感光、非视觉成像、光信号传导、褪黑激素分泌、昼夜节律、睡眠调节之外,黑视蛋白在机体组织内的适应性表达也在动物生命活动中起着重要的作用。本文简述了黑视蛋白在以上光适应性调节中的作用及有关研究进展,以期为黑视蛋白在国内家禽中的广泛研究和应用提供参考。

黑视蛋白系统的研究进展

目前,研究已证明脊椎动物视网膜上存在第3种光感受器,而且与视杆和视锥细胞有明显区别。这些内在光敏感性视网膜神经节细胞利用黑视蛋白作为其感光色素,不仅参与成像反应,更主要是参与非成像应答,如瞳孔对光反射、调节生物钟和活动力降低等。黑视蛋白与无脊椎动物视蛋白具有更高的同源性,分布于有爪蟾蜍的视网膜及其他多种组织,而几乎只见于小鼠和人的视网膜节细胞。该文就黑视蛋白系统的形态及功能特点等方面的研究进展予以综述。

黑视蛋白研究进展

黑视蛋白是一种新的维生素A类视蛋白，从它被发现就受到人们的关注。综述了黑视蛋白的化学本质、分布、最大吸收光谱、生理功能及其基因的研究进展，阐明黑视蛋白与其他视蛋白的差异，有助于开展黑视蛋白的进一步研究。

鱼类黑视蛋白研究进展

黑视蛋白具有感光特性,能够感知外界光谱并引起自身节律调控系统进行相应的调整。该蛋白在鱼类眼部及脑部均有分布且其分子的存在形式具有多样性,并在多种生理途径如胚胎发育、光动反应、警觉反应及激素分泌等过程中起到重要的上游调控作用。该文主要介绍了黑视蛋白的分子结构组成,分析了黑视蛋白的感光过程,并对该蛋白在鱼类中的分部位点及表现形式和对鱼类的主要影响方面进行了归纳总结。黑视蛋白在多种生理途径中的广泛影响,为其在鱼类养殖中通过添加的方式来达到提高养殖效益目的提供了可能性。

黑视蛋白在调节睡眠——觉醒状态中的作用研究

机体内稳态和生物节律的双重调控使睡眠达到最佳状态,通过眼中视网膜对光的信号传导让人体的睡眠发生正常的生物节律,其中视网膜中具有黑视蛋白表达的视网膜神经节细胞(RGCs)是近年来最新发现的光感受器,它的神经纤维中黑视蛋白的表达在光引导的睡眠中发挥着重要的作用。本文通过对国内外黑视蛋白的研究进展进行总结,浅谈具有黑视蛋白表达的视网膜神经节细胞(RGCs)对中枢神经系统的不同投射位点对睡眠的调节作用。

内在光敏性视网膜神经节细胞研究现状与展望

内在光敏性视网膜神经节细胞(ipRGC)是近20a来新发现的一类感光细胞。它们通过视色素黑视蛋白发挥感光功能,并将光信号传递至非成像功能脑区如视交叉上核(SCN)、橄榄前盖核(OPN)以控制昼夜节律光夹带和瞳孔对光反射;还有少部分信号投射至大脑成像区域如背外侧膝状核(dLGN)和上丘(SC)参与成像视觉。目前已发现6种ipRGC亚型(M1~M6),每种亚型都具有独特的形态和生理特性。这些细胞除了接收来自视杆细胞和视锥细胞的信号输入,也在视网膜内部通过化学突触和电突触调节视网膜内信号转导,在视觉信号传递和视觉发育中发挥重要作用。研究发现ipRGC与多种眼科及全身性疾病存在重要联系。由此可见这是一类复杂且重要的细胞类型,本文从ipRGC的发现、一般生理特性、信号转导和与疾病的关系等多方面进行综述。

形觉剥夺性近视的视网膜调控机制研究进展

形觉剥夺性近视(FDM)是由于视网膜接收不到清晰的物像,从而导致眼轴异常伸长,进而诱导近视发生。由于上睑下垂、先天性白内障、角膜混浊和玻璃体积血等原因导致的形觉剥夺引发的近视,其机制可能与在动物模型上观察到的FDM的机制类似。动物模型的研究已经证明了眼部生长和屈光发育的视觉引导以及视网膜调控的存在。视网膜是首先感知异常视觉信号的组织,探讨FDM发生发展机制的关键在于阐明异常的视觉信号输入如何被视网膜所感知并产生相应的生理病理改变。目前的研究已经确定了如多巴胺、视黄酸、血管活性肠肽、黑视蛋白等视网膜神经递质以及视网膜离子外排机制的重要作用。基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术发展使得从宏观层面了解形觉剥夺时视网膜发生的整体改变成为可能,为进一步探究FDM的视网膜调控机制提供了重要的数据支持。

乌梅丸对慢性高眼压模型大鼠生物节律的干预作用及机制研究

目的探讨乌梅丸对慢性高眼压模型大鼠生物节律紊乱的干预作用。方法采用巩膜上静脉烧灼法建立慢性高眼压大鼠模型,将30只大鼠随机分为模型组(MG)和乌梅丸组(WM),另将进行假手术的大鼠设为对照组(CG),每组各15只。WM组大鼠每日予乌梅丸水煎剂9 g/kg灌胃,CG组、MG组予等体积0.9%氯化钠注射液灌胃,每周6次,连续给药4周。给药结束次日2:00、8:00、14:00、20:00的4个时间点等距测量眼压来评估24 h眼压节律;取材后采用苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠视网膜形态;原位末端转移酶标记技术(TUNEL)检测大鼠视网膜神经节细胞(RGC)凋亡情况;酶联免疫吸附法(ELISA)检测大鼠2:00血清生物节律相关指标,包括褪黑素(MT)、皮质酮(CORT)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、促肾上腺皮质激素释放激素(CRH);Western Blot法检测大鼠内在光敏感性视网膜神经节细胞(ipRGC)特异性蛋白—视黑质蛋白表达水平。结果(1)视网膜形态:MG组大鼠视网膜组织结构破坏,内、外核层组织疏松,RGC排列紊乱,数量明显减少;WM组视网膜组织结构较为清晰完整,RGC少量丢失。(2)RGC凋亡率:MG组RGC凋亡率高于CG组(t=16.010,P=0.000),WM组RGC凋亡率低于MG组(t=-12.890,P=0.000),差异均有统计学意义。(3)昼夜眼压波动:MG组大鼠各时间点眼压均高于CG组(t2:00=16.600、t8:00=19.190、t14:00=16.230、t20:00=15.900,均P=0.000);WM组大鼠2:00与8:00眼压低于MG组(t2:00=-2.796,P=0.009;t8:00=-4.166,P=0.000),差异均有统计学意义。大鼠眼压整体峰值出现在凌晨2:00,2:00—8:00眼压呈缓降趋势,8:00—14:00眼压下降明显,14:00为眼压谷值时间。(4)生物节律相关指标:MG组大鼠血清MT表达低于CG组(t=-7.480,P=0.000);WM组大鼠血清MT、CORT表达均高于MG组(tMT=7.136、tCORT=5.390,均P=0.000),CRH表达低于MG组(t=-3.144,P=0.004),差异均有统计学意义。(5)视黑质蛋白:MG组大鼠视网膜视黑质蛋白表达低于CG组(t=-16.127,P=0.000);WM组大鼠视网膜视黑质蛋白表达高于MG组(t=6.390,P=0.000),差异均有统计学意义。结论慢性高眼压模型大鼠28 d可导致视黑质蛋白表达降低,2:00血清MT分泌降低,昼夜眼压波动幅度增大,从而诱导RGC凋亡。厥阴病欲解时主方乌梅丸可能通过介导视黑质蛋白表达,改善慢性高眼压模型大鼠生物节律紊乱,抑制RGC凋亡。

日节律光协同化研究进展

黑视蛋白来源于脊椎动脉 ,但与无脊椎动物视蛋白具有更高的同源性 ,分布于有爪蟾蜍和鳕鱼的视网膜及其它多种组织 ,而几乎只见于小鼠和人的视网膜节细胞。投射到视交叉上核的视网膜节细胞多表达黑视蛋白且具有光敏感性。光诱导的视网膜节细胞反应阈值高、潜伏期和持续时间长 ,与日节律光协同化相符。黑视蛋白、隐色素以及视杆。

自主感光视网膜神经节细胞与彩色光瞳孔测量

自主感光视网膜神经节细胞(ipRGCs)是除视杆细胞、视锥细胞以外的第三类光感受器细胞,位于视网膜内层,由于其内含黑视蛋白,故具备自主感光能力。瞳孔对光反应(PLR)主要由ipRGCs介导产生。ipRGCs可通过黑视蛋白直接感受光信号产生PLR,也可被来自视杆、视锥细胞的信号激活产生PLR。由于视杆细胞、视锥细胞和黑视蛋白产生的PLR各具特点,可采用不同强度和波长的光信号选择性刺激视杆细胞、视锥细胞和黑视蛋白,通过对产生的PLR进行分析可间接反映视杆细胞、视锥细胞和含黑视蛋白的ipRGCs的功能,这一方法称为彩色光瞳孔测量。现主要对ipRGCs介导PLR的通路、视杆/视锥细胞和黑视蛋白引起的PLR特点、彩色光瞳孔测量及其临床应用作一综述,希冀为相关眼科疾病的诊断及鉴别诊断提供新思路。

《自然-神经科学》：研究揭开偏头痛患者怕光之谜

携带黑视蛋白的细胞能够解释为什么光线会给偏头痛患者带来痛苦。研究人员在本周的《自然-神经科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。