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一个“小杯子”的发育承载了光明的驶来(二)

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发表于 2018-6-9 19:01:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
  “小杯子”内细胞的“降生”
       
          既然“小杯子”里所有成熟的细胞都来自于共同的“mother细胞”,那么他们的出生是否有顺序呢?是否有特定的“大娃”,“二娃”,“三娃”,“四娃”呢?同样来自于在体实时追踪实验,科学家们发现,视杯内成熟细胞的出生确实是遵循一定的先后顺序。
       
          在介绍各类细胞出生顺序之前,先来熟悉一下视网膜内成熟细胞的空间分布。视网膜分布在晶状体之后。外界光线透过晶状体进入视网膜,实现外界与内部的联系。顺着光线的方向,依次排列着神经节细胞、无长突细胞、双极细胞、水平细胞以及感光细胞。
       
          视网膜内细胞的空间结构
       
          那么他们的出生顺序是怎样的呢?与其空间分布会有怎样的关系呢?科学家们发现视杯内最先成熟的是视神经节细胞,然后是无长突细胞、水平细胞,感光细胞和双极细胞在其后产生,最后生成的是Müller细胞。前面提到了,视网膜内细胞的空间分布顺着光线的方向从外向内依次是视神经节细胞,双极细胞以及感光细胞,有趣的是,细胞的产生顺序也大致是从外向内的,即视神经节细胞先产生,然后再是感光细胞和双极细胞。[6]
       
          视神经节细胞处于视网膜的最外层,而出生顺序确是“大娃”,这可能与其在视网膜传输信号中处于中枢地位相关。视网膜感受外界刺激的过程主要是这样的:外界的光刺激首先由感光细胞接受,然后转化为电信号传递给双极细胞,再由双极细胞传递给视神经节细胞,在这个过程中,两类抑制性神经元——水平细胞和无长突细胞参与到对电信号的调控过程。经过传递和整合的信息最后由视神经节细胞从视网膜传出进入大脑。视神经节细胞的优先出生对于视网膜神经环路的构建起指导性作用。这也就不难理解为什么视神经节细胞是视网膜成熟细胞的“大娃”。
       
          挖掘“小杯子”发育的秘密
       
          “小杯子”的发育一直受到科学家的青睐,不仅仅是因为这其中有很多未知的秘密,更是因为人们想要尝试去解决一些眼科疾病的难题。在现代社会中,越来越多的视网膜疾病让科学家们和临床医生们开始有了越来越多的合作。就比较常见的视神经坏死来说,科学家和医生们正在尝试利用干细胞在体特异性地诱导产生视神经节细胞,从而去补充损坏的视神经,实现对视神经通路的修复。这种方法听上去很有效,但实际情况却是不容乐观的。这其中就有几大亟待解决的问题:1)如何能够高效定向诱导产生视神经节细胞,而不产生其他类型的神经元;2)如何能够实现视神经与视网膜各类神经以及大脑中的神经元的准确联结;3)如何保证诱导产生的视神经节细胞稳定生存。若能真正解决以上难题,那么失明人重见光明指日可待。
       
          所以,神奇的“小杯子”虽然小,还有很多奥秘等着我们去探究、去挖掘。我们期待有一天可以对“小杯子”的发育了如指掌,那么我们就有理由去期待光明随之而来。
       
          (作者:中科院上海生命科学研究院神经科学研究所 徐佰杰 )
       
          参考文献:
       
          [1] Walter J. Gehring (2011) Genome Biol. Evol. 3, 1053–1066
       
          [2] Kristen M. Kwan et.al (2012) Development 139, 359-372
       
          [3] Stephan Heermann et.al (2015) eLife4:e05216
       
          [4] J.C. Chuang et.al (1999) Mech. Dev., 84, 195–198
       
          [5] Arturo Alvarez-Buylla et.al (2001) Nature Reviews Neuroscience 2, 287-293
       
          [6] Erin A. Bassett et.al (2012)Trends in Neurosciences 35, 9
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