加州大学洛杉矶分校对小鼠的新研究表明，退化视网膜中的“休眠”视锥光感受器根本不处于休眠状态，而是继续发挥作用，产生对光的反应并驱动视网膜对视力的活动。
视网膜中产生视觉体验的细胞是视杆细胞和视锥细胞。杆在昏暗的光线下活跃，锥体在日光下活跃。导致它们死亡的视杆细胞突变会引发大多数遗传性视网膜。在几乎所有的视杆死亡后，视锥细胞可以保持活力，但它们缩回细胞的关键部分并显得“休眠”。
但是，尽管过去的文献表明休眠细胞没有功能，并且早期记录它们的尝试没有显示光驱动的活动，但这项新研究首次表明这些细胞仍然存活。此外，从视网膜记录的下游信号表明，视觉处理并不像预期的那样受到损害。作者说，他们的研究结果表明，保护这些细胞或增强其敏感性的治疗干预有能力保持几乎正常的白天视力。
“虽然视锥细胞的灵敏度比正常情况低约100-1000倍，但我们惊讶地发现，投射到大脑的神经节细胞的敏感性下降要小得多，”资深作者Alapakkam Sampath说，他是加州大学洛杉矶分校朱尔斯斯坦眼科研究所的格雷斯和沃尔特兰茨眼科，加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院教授。“似乎视网膜内部的适应机制可能试图最小化灵敏度差异，以保持神经节细胞中强大的信号传导 - 这与我们对大脑的了解是一致的。对损伤和疾病作出反应的稳态机制通常掩盖了缺乏。这就是为什么在缺乏变得非常严重之前很难发现神经系统问题的原因。
该研究发表在同行评审的《当代生物学》杂志上。
研究人员检查了视杆细胞退化后小鼠视锥细胞的膜特性。膜片钳记录方法是一种实验室技术，用于研究活细胞中的电流，同时控制细胞的膜电位或膜电压。这些单细胞记录可以确定细胞活动的关键特征，包括特定膜电流的存在，细胞是否具有光反应，以及它们是否可能连接到视网膜中的下游神经元。此外，研究人员使用多电极阵列记录来建立所有视网膜神经节细胞的活动，并且可以显示神经节细胞对随时间变化的空间位置的视觉刺激做出反应的能力。
这些记录显示，视网膜中视杆细胞大部分退化的剩余视锥细胞仍然有效。尽管负责产生光反应或光转导以及与下游细胞的突触连接的解剖学特化缺失，但这些功能的敏感性仍然低于正常水平。这些细胞仍然显示出正常视锥细胞的许多特征，包括相似的静息膜电位，正常的突触Ca2+电流和光反应，即使它们不再具有传统上认为光反应所需的细胞部分。此外，神经节细胞保留了它们对视觉刺激做出反应的能力，具有相似的空间和时间敏感性。
“这些重要结果可能为被认为导致不可逆视网膜失明的患者提供未来的前进道路，因为组织中的光感受器或视锥细胞活力以前被认为受到不可修复的损害，”加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院Ahmanson眼科Steven Schwartz博士说，加州大学洛杉矶分校朱尔斯斯坦眼科研究所教授兼视网膜部门主任。
研究人员的下一步是确定休眠锥细胞的神经保护或增强将在多大程度上挽救各种形式的失明的视力。
该研究的其他作者是加州大学洛杉矶分校的Erika Ellis博士，Antonio Paniagua，Yuekan Jiao，David Williams，Gordon Fain;以及杜克大学的米兰达·斯卡拉布里诺、米谢克·塔帕、杰伊·拉蒂纳维卢和格雷格·菲尔德。现场实验室最近搬到了加州大学洛杉矶分校朱尔斯斯坦眼科研究所。
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