发育期持续光照对大鼠包含黑视素的视网膜神经节细胞及其神经环路发育影响的实验研究

传统观点认为，异常的视觉环境可以造成视觉发育异常，但不影响视网膜的大体结构。然而我们的实验结果显示，发育期的持续光照造成了大鼠包含黑视素的视网膜神经节细胞(mcRGC)不可逆的增多。此类细胞具有内源性光感受性，并且还可以作为中间神经元，接受视杆视锥细胞的信号传递，与视杆视锥细胞共同调控非形觉功能。在发育过程中，视网膜内的各类神经元相互关联和影响，最终形成一个环路结构。因此，我们推测，发育期的持续光照会影响mcRGC及其视网膜神经环路的发育。本课题拟采用持续光照的大鼠模型，利用免疫组织化学方法观察mcRGC数量、结构的改变以及其与无长突细胞间突触连接的形态学变化；利用膜片钳观测mcRGC及其相关细胞电生理的改变，以及观测瞳孔对光反射等非形觉功能的改变来验证以上假说。结果将提出持续光照对视网膜发育影响的新观点，从而提升我们要更加关注儿童的视觉环境，为视觉环境改变导致的相关眼病的研究提供新思路。

本项目拟通过病理检测、瞳孔对光反射等功能测量以及细胞电生理检测等方法，观察异常视觉刺激对包含黑视素的视网膜神经节细胞mcRGC及其神经环路发育的影响。本项目按照计划，完成了前两部分的工作，由于缺乏耦合荧光的伪狂犬病毒对此类细胞进行逆行追踪定位，细胞电生理检测部分工作未能完成。但进一步研究了特异性定量杀死此类细胞后，对小鼠昼夜节律的影响，以及原发性青光眼对患者睡眠质量的影响。未完成的工作，可以到美国丁建明教授实验室完成，合作协议见附件。.通过上述研究，基本达到了项目的预期目的。本项目研究证实发育期持续光照造成mcRGC密度不可逆增加；持续光照的时间只有在PO到P8（RGC凋亡的关键期）才能引起mcRGC密度增加；其密度增加同黑视素免疫组织化学染色无关，采用PACAP原位杂交的方法，也证实了上述结果。证实mcRGC密度增加，不是持续光照刺激其增生，也不是其他细胞向mcRGC的转化，而是其凋亡减少；采用TTX阻断视网膜内电信号传导后，持续光照对mcRGC的作用消失，证明电传导作用是mcRGC密度增加的必要条件，明确了其密度增加的机制；证实发育期持续光照不影响视网膜中的其他视网膜神经节细胞以及水平细胞和无长突细胞的数量和形态，没有对瞳孔对光反射等非形觉功能造成损伤。通过本研究，证实虽然异常的视觉刺激可以造成mcRGC密度增加，但并没有影响到其功能，也没有影响到视网膜中其他神经元数量和结构，此结果同既往关于异常光线刺激对其他视网膜神经节细胞影响的结果一致。.本项目研究同时还证实，mcRGC存活数量和其功能存在线性关系，当其存活率为65%时，其功能存在一定程度的下降，当其存活率在40%时，完全丧失了其功能；原发性青光眼由于眼压升高导致包含黑视素的视网膜神经节细胞损伤后，患者睡眠质量下降，睡眠质量下降和其眼压峰值出现的时间无光，和视野丢失的程度有一定关系，说明青光眼造成了昼夜节律等非形觉功能损伤。.上述研究，开辟了对以mcRGC作为感光细胞的非形觉通路病理改变研究的新领域，对青光眼的临床治疗具有一定的指导意义，对其他相关疾病对此非形觉通路损伤的研究，具有重要的借鉴意义。上述研究均为创新性研究，国内外未见相关报道，研究结果已整理，发表SCI文章一篇，投稿SCI文章3篇，投稿中文文章2篇，培养硕士研究生一名。