張　佳，　項宗勤，　徐　穎

(暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院，廣東 廣州 510632 )

▲并列第1作者

視網(wǎng)膜感光細胞退變過程中內(nèi)層神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的變化*

張佳▲，項宗勤▲，徐穎△

(暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院，廣東 廣州 510632 )

[關(guān)鍵詞]感光細胞退變； 雙極細胞； 節(jié)細胞

視網(wǎng)膜退行性疾病是現(xiàn)今引起人類失明的嚴(yán)重疾病，它主要包括視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa，RP)等多種眼科常見病。RP發(fā)病率大約1/4 000～1/3 500。常染色體隱形遺傳占 15%～20%，顯性 20%～25%，其中10%～15%為 X連鎖遺傳[1]，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)45個致病基因位點[2]。RP患者的臨床表現(xiàn)為視力下降，夜盲和視野逐漸變窄，主要的病理特征為感光細胞死亡，視網(wǎng)膜血管逐漸萎縮和堵塞，骨樣細胞色素沉淀。隨著感光細胞進行性凋亡，患者視力逐漸下降最終導(dǎo)致失明。目前，視網(wǎng)膜退變的主要治療方案是，延緩感光細胞凋亡和視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元(主要是雙極細胞和節(jié)細胞)對光反應(yīng)消失的進程后，重建光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，使內(nèi)層神經(jīng)元對光產(chǎn)生反應(yīng)。目前對于治療視網(wǎng)膜退變疾病的研究取得了一些成果，主要包括前體感光細胞的移植[3]、干細胞移植[4]、人工視覺假體電刺激[5]、基因治療感光細胞[6]、基因轉(zhuǎn)導(dǎo)光感受蛋白誘導(dǎo)節(jié)細胞或雙極細胞直接對光敏感[7-8]等。例如，熊國吟等[9]使用甲基亞硝基脲(methyl-nitroso-urea，MNU)誘導(dǎo)損傷視網(wǎng)膜感光細胞，然后通過電穿孔技術(shù)將黑視素基因轉(zhuǎn)導(dǎo)進入給光雙極細胞，恢復(fù)了小鼠部分視覺。這些實驗在動物模型上都有效，并且有一部分還進入臨床試驗并取得了良好的效果。但是，這些治療方法都要求在治療階段視網(wǎng)膜下游神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的完整。如果雙極細胞或者節(jié)細胞喪失了對上級神經(jīng)元信號刺激的興奮性反應(yīng)或喪失了往下級神經(jīng)元傳遞興奮性的功能，即使在治療中成功誘導(dǎo)退變感光細胞、雙極細胞或節(jié)細胞直接對光產(chǎn)生反應(yīng)，也無法將信息傳遞到大腦產(chǎn)生視覺。因此了解感光細胞退變過程中雙極細胞和節(jié)細胞的形態(tài)功能變化，對于尋找治療視網(wǎng)膜退行性疾病的有效治療窗口有重要意義。

目前在實驗中最廣泛和具有特征性視網(wǎng)膜退變的實驗動物模型是rd1和rd10小鼠模型。rd1和rd10小鼠視網(wǎng)膜變性由Pde6b基因突變引起[10-11]，導(dǎo)致Pde6b蛋白功能缺失，細胞內(nèi)cGMP堆積[13]，造成感光細胞死亡。rd1的感光細胞退變過程非常迅速，大概在出生后第8天感光細胞開始退變，到出生后21 d感光細胞幾乎完全凋亡[13]。但是rd1突變小鼠視網(wǎng)膜很早就開始退變，視網(wǎng)膜還沒有發(fā)育完全，誘發(fā)細胞死亡在一定程度上與細胞發(fā)育過程中的凋亡重疊，導(dǎo)致很難區(qū)別是病理學(xué)上的死亡還是生理學(xué)上的凋亡。rd10小鼠感光細胞凋亡慢，變性大概在出生后17 d開始，到出生后45 d左右視桿完全凋亡，直到180 d感光細胞幾乎全部凋亡[11]。此外，rd10小鼠中的這種突變并未導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能完全喪失[11, 14]。因此rd10小鼠的變性比rd1小鼠的快速細胞死亡更加精準(zhǔn)地反映了人類視網(wǎng)膜色素變性疾病。除了這2種常用退變小鼠動物模型外，實驗中用到的視網(wǎng)膜退變小鼠模型還包括crx基因敲除小鼠模型[15]、rdcl小鼠模型及hrho小鼠模型[16]；大鼠模型有RCS大鼠模型[17-18]、P23H大鼠模型[19]和S334ter大鼠模型[20]；P347L視紫質(zhì)轉(zhuǎn)基因兔模型[21]中也有相關(guān)報導(dǎo)。

1視網(wǎng)膜退變過程中內(nèi)層神經(jīng)元形態(tài)上的改變

早在1980年，Sanyal等[22]在不同感光細胞退變的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)了視網(wǎng)膜內(nèi)核層變得更薄更不規(guī)則。Santos等[23]在人類視網(wǎng)膜退變捐贈者的視網(wǎng)膜上發(fā)現(xiàn)了在內(nèi)核層(inner nuclear layer，INL)和神經(jīng)節(jié)細胞層(ganglion cell layer，GCL)的神經(jīng)元發(fā)生不同程度的丟失。在2002年，Strettoi等[24]在Rp模型小鼠上發(fā)現(xiàn)隨著感光細胞的消失，視網(wǎng)膜下游神經(jīng)元發(fā)生了下列相應(yīng)改變：

1.1雙極細胞在視網(wǎng)膜退變過程中形態(tài)上的改變在出生后的10～20 d的rd10小鼠和野生型小鼠中，雙極細胞的形態(tài)和層次上沒有什么區(qū)別，胞體橢圓形，樹突呈樹枝狀且密度大，軸突很長，伸入到內(nèi)網(wǎng)狀層(inner plexiform layer，IPL)的深層。在出生后25 d的rd10小鼠中，雙極細胞的形態(tài)開始變化。視桿雙極細胞(retinal bipolar cells，RBCs)的樹突變得更短，這個差別在視網(wǎng)膜中心較外周區(qū)域更加明顯。在rd10小鼠出生后30 d，隨著感光細胞退變的進行，RBCs的樹突回縮變得更明顯。在出生后45 d的rd10小鼠中，RBCs的樹突在視網(wǎng)膜外周區(qū)域只有少許殘留，而在中心區(qū)域內(nèi)樹突消失[14]。Puthussery等[25]更是發(fā)現(xiàn)了在視網(wǎng)膜退變雙極細胞重構(gòu)過程中，RBCs與視錐存在短暫的錯位連接。

1.2視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞在視網(wǎng)膜退變過程中形態(tài)上的改變在正常C57小鼠中，樹突的延伸從出生后8 d開始直到睜眼(大約在出生13 d左右)，之后節(jié)細胞的側(cè)面和垂直于內(nèi)網(wǎng)層的樹突不斷回縮，節(jié)細胞樹突野不斷減小[26]。在rd1小鼠的節(jié)細胞中，樹突野的減小發(fā)生在出生后30 d左右，此時約有50%的節(jié)細胞的樹突野減小到原來的50%[28]。但是在rd10小鼠中，節(jié)細胞的樹突野等其他形態(tài)卻沒有任何明顯異常[28]。

2正常視網(wǎng)膜中谷氨酸受體在內(nèi)層神經(jīng)元中的表達

視覺傳導(dǎo)過程主要分為ON型通路和OFF型通路，分別對應(yīng)給光和撤光時視網(wǎng)膜各級神經(jīng)元中谷氨酸信號通道的反應(yīng)，其中谷氨酸信號通道是視網(wǎng)膜信息傳遞的最主要通道(圖1[29])。谷氨酸受體分為離子型谷氨酸受體(ionic glutamate receptor，iGluR)和代謝型谷氨酸受體(metabotropic glutamate receptor，mGluR)2大類。iGluR包括AMPA、kainate(KA)和NMDA 3類，含有GluR1～7、KA1～2和NR1～3多種亞型；mGluR包括Group I、II、III 3類，含有mGluR1～8各種亞型。在正常視網(wǎng)膜中谷氨酸受體在內(nèi)層神經(jīng)元中有不同的表達及功能，其中各類細胞均表達一定的iGluR和mGluR，但ON雙極細胞(包括視桿雙極細胞和ON視錐雙極細胞)主要表達功能性的mGluR，而OFF雙極細胞(均為視錐雙極細胞)主要表達功能性的iGluR，而節(jié)細胞表達的mGluR和iGluR均有一定功能[30]，具體總結(jié)見表1。

在黑暗環(huán)境下，感光細胞會釋放谷氨酸，作用于突觸后的ON型和OFF型雙極細胞。谷氨酸作用的這2種細胞引起的是相反的作用，這是因為這2種細胞在突觸后的谷氨酸受體不同。RBCs和ON型視錐雙極細胞(ON-cone bipolar cells,ON-CBCs)表達代謝型的谷氨酸受體mGluR6[31]，mGluR6被谷氨酸激活后會關(guān)閉一種非選擇性的陽離子通道TRPM1[32-36]，從而使得細胞超極化。在OFF型視錐雙極細胞(OFF-CBCs)中，谷氨酸會激活kainate/AMPA型離子通道使細胞去極化。研究表明，在感光細胞退變的過程，RBCs和CBCs上的各種谷氨酸受體的分布和表達均發(fā)生了明顯的改變[25, 37-39]。

Figure 1.ON and OFF signaling pathways in normal retina. OFF CBC： OFF cone bipolar cell; ON RBC： ON rod bipolar cell; ON CBC： ON cone bipolar cell; AII： AII amacrine cell; OFF GC： OFF ganglion cell; ON GC： ON ganglion cell; iGluR： ionic glutamate receptor; mGluR： metabotropic glutamate receptor.

圖1視網(wǎng)膜的給光和撤光信號通路

3視網(wǎng)膜退變過程中內(nèi)層神經(jīng)元谷氨酸受體表達的變化

3.1代謝型谷氨酸受體的變化已經(jīng)證實在視網(wǎng)膜退變過程中，rd1小鼠模型[40]、rd10小鼠模型[15, 26, 39]和crx基因敲除小鼠模型[16]中mGluR6蛋白表達下調(diào)。除了表達量下降之外，殘余mGluR6受體的表達位置也發(fā)生改變，過多的在給光雙極細胞胞體和軸突上表達，并且形成簇。相似的發(fā)現(xiàn)也在RCS大鼠[18-19]、P23H大鼠[20]和S334ter大鼠[21]模型中有報道。但是，在這些視網(wǎng)膜退變大鼠模型中mGluR6受體表達位置的錯誤比在小鼠視網(wǎng)膜退變模型中更加顯著。更加有趣的是，在這些大鼠視網(wǎng)膜退變模型中mGluR6受體的表達分布與其相應(yīng)動物早期發(fā)育過程中的表達分布十分相似[41-42]。正常狀態(tài)下，mGluR6在給光雙極細胞樹突頂端表達，使得RBCs或ON-CBCs超極化。Gargini等[15]發(fā)現(xiàn)在出生后25 d的rd10小鼠視網(wǎng)膜中，mGluR6染色結(jié)果顯示與野生型小鼠基本一致，但是不僅僅限于雙極細胞樹突終端，而在其軸突和胞體上也有表達。隨著視網(wǎng)膜退變的進行，染色顯示mGluR6的表達逐漸減少。在出生后45 d的rd10小鼠視網(wǎng)膜中，染色顯示在OPL剩余的mGluR6只有少量，并且與RBCs樹突不一致。

3.2離子型谷氨酸受體的變化在感光細胞退變過程中，離子型谷氨酸受體在雙極細胞中的表達幾乎不變，甚至有所上調(diào)。Puthussery等[26]在rd10小鼠視網(wǎng)膜上用免疫組化方法對AMPA受體，包括iGluR1、iGluR2和iGluR4的表達進行了檢測，發(fā)現(xiàn)這3種受體的表達都正常，甚至在視錐完全凋亡之后都沒有什么變化。但是Namekata等[43]對表達iGluR1、iGluR3和iGluR4這3種受體rd1小鼠的基因進行了檢測，結(jié)果顯示在視網(wǎng)膜退變高峰之后，三者的表達上調(diào)；此外，在ON視錐雙極細胞中也發(fā)現(xiàn)了iGluR的異常表達[44]。這些研究的結(jié)論不一致可能是因為使用了不同退變速度的小鼠。

除了上述研究外，在小鼠感光細胞退變過程中，mGluR是否在OFF雙極細胞中的表達和分布有所變化并不清楚，mGluR和iGluR是否在節(jié)細胞中有不同的表達及分布變化，目前也未見任何報道。這些都需要進一步去研究。

4雙極細胞在視網(wǎng)膜退變過程中功能的改變

4.1ON型雙極細胞電生理反應(yīng)的改變感光細胞退變過程中，ON雙極細胞的對光反應(yīng)逐漸消失，谷氨酸受體調(diào)控的陽離子通道關(guān)閉，mGluR反應(yīng)消失或不變，iGluR反應(yīng)出現(xiàn)或增強，基本符合mGluR和iGluR受體表達的變化趨勢。

視網(wǎng)膜電位(electroretinography，ERG)記錄是一種非損傷的在體記錄視網(wǎng)膜細胞群體光反應(yīng)的電生理記錄手段。ERG中的b波主要來自O(shè)N型雙極細胞，通過測量b波的峰值和到達峰值的時間可以反映其功能狀況。Gargini等[15]發(fā)現(xiàn)來自O(shè)N雙極細胞對光反應(yīng)的b波在視網(wǎng)膜退變過程中逐漸減弱并消失，提示ON型雙極細胞對光反應(yīng)消失，但難以判斷b波的缺失是來自于突觸前感光細胞的變化還是突觸后ON雙極細胞的變化。Varela等[45]用酶裂解4～8周的rd1小鼠視網(wǎng)膜，然后應(yīng)用膜片鉗記錄分離出來的視桿雙極細胞，他們僅從13個細胞中的1個細胞記錄到谷氨酸反應(yīng)，提示視桿雙極細胞的谷氨酸反應(yīng)缺失。但由于在rd1小鼠視網(wǎng)膜中視桿到視桿雙極細胞的突觸發(fā)育是不正常的，無法說明觀察到的功能缺失是由于rd1小鼠視網(wǎng)膜發(fā)育異常引起還是由于感光細胞退變造成的。Barhoum等[39]在出生后60 d 的rd10小鼠(這時視桿細胞已經(jīng)完全凋亡)和野生型小鼠視網(wǎng)膜上記錄視桿雙極細胞對局部噴發(fā)谷氨酸的反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)rd10小鼠的視桿雙極細胞與正常小鼠一樣，均可以在50%的細胞上記錄到谷氨酸誘發(fā)電流，而且反應(yīng)幅度無顯著差別。而與之相反的是， Puthussery等[26]在rd10小鼠視網(wǎng)膜中視桿雙極細胞上噴發(fā)mGluR6特異激動劑L-AP-4，發(fā)現(xiàn)mGluR6誘發(fā)電流進行性減小，到出生后45 d電流峰值減少了91%，直到出生后180 d反應(yīng)完全消失。這些結(jié)果的不同可能是由于不同的誘發(fā)刺激激活了不同類型的谷氨酸受體。

表1　正常視網(wǎng)膜中雙極細胞和節(jié)細胞上表達的谷氨酸受體及其功能

NMDA receptor (NR): NR1, NR2A, NR2B, NR2C, NR2D, NR3A, NR3B; AMPA receptor: iGluR1, iGluR2, iGluR3, iGluR4; KA receptor: iGluR5, iGluR6, iGluR7, KA1, KA2; Group I mGluR: mGluR1, mGluR5; Group II mGluR: mGluR2, mGluR3; Group III mGluR: mGluR4, mGluR5, mGluR6, mGluR7, mGluR8.

有機陽離子agmatine(AGB)示蹤法是一種鑒定離散細胞活性的方法，AGB能夠通過開放的陽離子通道進入細胞，從而顯示細胞的活性。 研究表明，感光細胞完全敲除的小鼠(rdcl)中ON雙極細胞沒有任何AGB信號，表明由iGluR或mGluR調(diào)控的陽離子通道處于關(guān)閉狀態(tài)[17]。在退變小鼠視網(wǎng)膜ON雙極細胞中通過AGB示蹤法發(fā)現(xiàn)開始異常表達功能性的iGluR[44]，盡管采用全細胞膜片鉗技術(shù)并沒有記錄到AMPA/kainate引起的iGluR電流[26]；而在退變的P23H大鼠中發(fā)現(xiàn)ON雙極細胞在感光細胞退變后的很長一段時間都維持正常的iGluR反應(yīng)[46]，提示感光細胞退變時ON雙極細胞中iGluR可能發(fā)揮作用。AGB示蹤法也被應(yīng)用到P347L視紫質(zhì)轉(zhuǎn)基因兔模型中，用于檢測視網(wǎng)膜退變過程中kainate受體的活性。研究顯示出了大量活化的雙極細胞，表明在退變過程中視桿雙極細胞iGluR受體通道具有很高的活性[22]。

4.2OFF型雙極細胞電生理反應(yīng)的改變感光細胞退變過程中，OFF雙極細胞的iGluR反應(yīng)維持不變或消失，mGluR反應(yīng)未見報道。

Puthussery等[26]在出生后6個月齡rd10小鼠視網(wǎng)膜OFF雙極細胞中應(yīng)用全細胞膜片鉗記錄到了正常的AMPA和kainate激發(fā)電流，表明在視錐死亡后kainate/AMPA受體通道功能仍然正常。但是在退變速度更快的rdcl和hrho小鼠模型中，通過AGB檢測并未發(fā)現(xiàn)OFF雙極細胞中任何kainate受體活性[17]，提示iGluR反應(yīng)消失。此外，在視網(wǎng)膜色素變性患者的視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)了顯著增高的iGluR活性[17]，但這來自于OFF還是ON雙極細胞中表達增加的iGluR并不清楚。而OFF雙極細胞中mGluR電流是否發(fā)生變化并不清楚。

5節(jié)細胞在視網(wǎng)膜變性過程中功能的變化

感光細胞退變過程中，節(jié)細胞感受野變小，自發(fā)增強，對光反應(yīng)減弱，iGluR 反應(yīng)正常。

5.1感受野變小在rd1小鼠視網(wǎng)膜退變的不同時期，各種節(jié)細胞的感受野產(chǎn)生不同的變化，ON型節(jié)細胞的感受野從小鼠睜眼之后開始持續(xù)減小，直到rd1小鼠出生4周左右，這段時間正好與視桿感光細胞凋亡相對應(yīng)；而OFF節(jié)細胞的感受野在出生后17 d左右才開始減小。同樣，與OFF節(jié)細胞相對應(yīng)的視錐的凋亡也發(fā)生在視桿凋亡之后。這樣的對應(yīng)關(guān)系說明了在感光細胞退變時引起了其下游節(jié)細胞結(jié)構(gòu)的改變，進而導(dǎo)致其功能的異常[27]。但是在rd10小鼠視網(wǎng)膜中，節(jié)細胞的感受野和樹突野均沒有明顯改變。

5.2視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的自發(fā)增強正常的視網(wǎng)膜中，節(jié)細胞在動物睜眼之前會產(chǎn)生一定頻率的自發(fā)現(xiàn)象，但是睜眼之后，視網(wǎng)膜受到光線的刺激，自發(fā)會降到很低的水平。這一現(xiàn)象在視網(wǎng)膜退變模型小鼠中卻發(fā)生了改變，改變主要發(fā)生在睜眼之后。有大量文獻報道，在感光細胞凋亡過程中，伴隨著節(jié)細胞對光反應(yīng)逐漸降低，特別是OFF型的節(jié)細胞產(chǎn)生有規(guī)律的自發(fā)發(fā)放。在視網(wǎng)膜退變的早期，自發(fā)的頻率大約是10 Hz，晚期有所降低[47-48]。

阻斷感光細胞和ON型雙極細胞的輸入并不能減少自發(fā)，所以節(jié)細胞的自發(fā)來自于視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的相互作用。為了確定節(jié)細胞的自發(fā)是不是由于其自身性質(zhì)的改變，比如離子通道的作用或分布狀況，或是突觸前的輸入影響，有研究通過電壓鉗技術(shù)探究α節(jié)細胞的電生理特性。在加入谷氨酸受體阻斷劑CNQX之后，節(jié)細胞的自發(fā)大部分消失，因此可以確定節(jié)細胞的大量自發(fā)是通過谷氨酸受體激活引起的[49]。最近更進一步的研究證明，節(jié)細胞的自發(fā)來自于ON型視錐雙極細胞和AⅡ無長突細胞的電偶聯(lián)[50-51]。

5.3視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的光反應(yīng)幅度降低rd1小鼠在視網(wǎng)膜退變過程中，節(jié)細胞發(fā)放可以分為3個階段，第1階段為出生后7 d到睜眼之前有著正常的自發(fā)現(xiàn)象；第2階段為在出生14 d時，全視野光刺激能夠使節(jié)細胞產(chǎn)生光反應(yīng)，并且OFF反應(yīng)明顯高于ON反應(yīng)；第3階段為小鼠剛成年后，節(jié)細胞的光反應(yīng)大部分消失。但是此時rd1小鼠的視網(wǎng)膜還沒有完全凋亡，還有部分殘余的視錐細胞，那成年后的小鼠為什么幾乎沒有光反應(yīng)呢[52]？原因是節(jié)細胞的大量高頻率的自發(fā)掩蓋了部分光反應(yīng)。有文獻報道，通過阻斷GABA受體或阻斷縫隙連接能夠部分恢復(fù)節(jié)細胞的光反應(yīng)并且自發(fā)大部分消失[26, 53]，提示也許可能通過GABA阻斷劑延緩感光細胞退變過程中節(jié)細胞光反應(yīng)降低的時程。

5.4視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的光敏度降低視網(wǎng)膜對光刺激能夠產(chǎn)生反應(yīng)。隨著絕對光強的減小，反應(yīng)強度減小，當(dāng)光強達到一個臨界值以下，節(jié)細胞不能產(chǎn)生光反應(yīng)。這個臨界值代表著節(jié)細胞的光敏度。用光點刺激節(jié)細胞的感受野中心來評估其光敏度的變化發(fā)現(xiàn)，隨著感光細胞的凋亡，節(jié)細胞特別是ON型節(jié)細胞的光敏度逐漸降低。在凋亡的中期階段，光敏度有一個平臺期，這段時間，光敏度下降得很平緩，隨后又快速下降，最后穩(wěn)定在一定水平。RCS大鼠在出生后28～30 d時，光敏度與正常大鼠只有0.25 log cd/m2的差別，在出生后47～48 d時差異擴大到 0.71 log cd/m2[54]。新近文獻報道用mGluR1受體拮抗劑JNJ16259685阻斷mGluR1信號通道可以增強P23H大鼠節(jié)細胞對光反應(yīng)的敏感度，從而提高任何來自殘存感光細胞的微弱信號，延長節(jié)細胞對光反應(yīng)時程[55]。

5.5視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的光反應(yīng)時間延長在視網(wǎng)膜變性早期，ON型節(jié)細胞接受信息延遲。通過全細胞膜片鉗技術(shù)，比較RCS大鼠和正常大鼠在同一時間和同種類型節(jié)細胞的內(nèi)向電流時程時，發(fā)現(xiàn)RCS大鼠ON型節(jié)細胞內(nèi)向電流的潛伏期、上升時間和達峰時間皆比正常大鼠延長。出生30 d時，信息傳遞到ON型節(jié)細胞的時間明顯延遲，到60 d時更明顯，到90 d時完全中斷。但是在OFF和ON-OFF型節(jié)細胞中，出生30 d時無明顯延遲，而60 d后信息傳遞中斷[56]。

5.6視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的對比敏感度降低對比敏感度是指正常視網(wǎng)膜在具有灰度背景的相對光強的刺激下，對不同相對光強產(chǎn)生的反應(yīng)強弱不同。隨著對比度的升高，反應(yīng)幅度也不斷增加。有研究將正常的SD大鼠與RCS大鼠做對比敏感度的行為學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)，在出生后28 d～30 d之間，2種大鼠的反應(yīng)幅度沒有明顯差別，均隨著光柵對比度的增加而變大。但出生后47 d，在100%對比度、0.07 cyc/deg(光柵速度)的光柵刺激時，RCS大鼠的反應(yīng)幅度較正常大鼠明顯降低。更嚴(yán)重的是，在出生76 d之后，雖然仍有殘存的視桿細胞，RCS大鼠已不能對任何對比度、任何空間頻率的光柵產(chǎn)生反應(yīng)[54]。

5.7視網(wǎng)膜退變過程中節(jié)細胞的iGluR反應(yīng)正常在P23H大鼠中通過AGB標(biāo)記發(fā)現(xiàn)節(jié)細胞在很長一段時間內(nèi)都維持正常的iGluR反應(yīng)，而關(guān)于mGluR的反應(yīng)尚無報道。用鈣結(jié)合蛋白(CR)和AGB標(biāo)記被kainate激活的視網(wǎng)膜，大約90%左右的節(jié)細胞能夠被CR和AGB雙標(biāo)，這說明大部分節(jié)細胞的iGluR反應(yīng)正常[46]。

綜上所述，雖然已有研究報道感光細胞退變過程中雙極細胞和節(jié)細胞的功能變化，但各研究結(jié)論并不一致甚至相互矛盾，而且沒有系統(tǒng)檢測mGluR和iGluR反應(yīng)在各類神經(jīng)元上的變化。因此，有必要通過不同谷氨酸信號通道的特異性激動劑來測試感光細胞退變過程中ON、OFF雙極細胞和節(jié)細胞的mGluR和iGluR電流變化，以確定各細胞中谷氨酸興奮性的變化情況，從而更全面地評估內(nèi)層神經(jīng)元的功能退變程度，判斷谷氨酸受體表達的變化與內(nèi)層神經(jīng)元谷氨酸興奮性變化的相關(guān)性。

6展望

視網(wǎng)膜變性是一個進展相對比較緩慢的疾病，目前針對內(nèi)層視網(wǎng)膜的研究并不充分，而且爭議頗多。對于視網(wǎng)膜退變疾病的治療，如果僅僅對感光細胞采取治療，并不能取到很好的效果。例如，雖然視網(wǎng)膜假體的移植已經(jīng)在臨床實驗中取得了可喜的成果[57-58]并形成了商業(yè)化產(chǎn)品，但是在感光細胞退變的過程中節(jié)細胞異常的自發(fā)發(fā)放[47, 52]會對人工視覺假體移植后刺激視網(wǎng)膜產(chǎn)生的真實視覺電信號造成嚴(yán)重干擾，妨礙正確視覺的產(chǎn)生，因此必須有效控制節(jié)細胞的這種非正常自發(fā)，才能有效提高治療效果。因此，探索視網(wǎng)膜退變時內(nèi)層視網(wǎng)膜神經(jīng)元功能(包括對光反應(yīng)及對上級信號引起的興奮性反應(yīng))的變化及其機制，并設(shè)法維持其正常功能或延緩其功能衰退的時間，將為臨床上尋找有效的防治時間、作用靶點提供重要參數(shù)；同時可以為延長治療的時間窗口尋求可能方案，具有非常重要的臨床和社會意義。

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(責(zé)任編輯： 林白霜， 余小慧)

Functional and structural modifications in inner retinal neurons during photoreceptors degeneration

ZHANG Jia, XIANG Zong-qin, XU Ying

(Guangdong-Hongkong-MacauInstituteofCNSRegeneration,JinanUniversity,Guangzhou510632,China.E-mail:xuying@jnu.edu.cn)

[KEY WORDS]Photoreceptors degeneration; Bipolar cells; Ganglion cells

[ABSTRACT]Retinitis pigmentosa (RP) is a retina disease which leads to a progressive photoreceptors degeneration. Although the inner neurons that mainly include bipolar cells and ganglion cells of retina remain relative stable during the photoreceptors degeneration, studies show that their morphologies and functions are changed during this process. Stu-dies indicate that rod bipolar cells (RBCs) and cone bipolar cells (CBCs) undergo dendritic retraction and remodelling in retinal degenerated mice, and they show changes in expression of the glutamate receptors as well as responses to glutamate and light stimuli. In many animal models of RP, significant decreases in receptive field size, contrast sensitivity, and threshold sensitivity, as well as an increasing spontaneous spiking in retinal ganglion cells (RGCs) were detected. As these modifications may impact the choice and success of intervention strategies for treating retinal degeneration, it is important to understand the characteristics of any functional deficits resulting from photoreceptors degeneration.

[文章編號]1000- 4718(2016)01- 0179- 08

[收稿日期]2015- 08- 13[修回日期] 2015- 11- 05

*[基金項目]國家自然科學(xué)基金資助項目(No. 81470656)

通訊作者△Tel: 020-85227086; E-mail: xuying@jnu.edu.cn

[中圖分類號]R774； R363

[文獻標(biāo)志碼]A

doi:10.3969/j.issn.1000- 4718.2016.01.031