Science：重磅！科学家在眼睛中鉴别出了能帮助大脑区分昼夜的特殊细胞！

2019年12月8日 讯 /生物谷BIOON/ --夜间的强光会打乱机体正常的昼夜节律（circadian rhythms），从而引发失眠；实际上，昼夜几率在机体健康上扮演着重要的角色，干扰昼夜节律常常会增加多种疾病的发病风险，比如癌症、心脏病、肥胖、抑郁症等，因此，理解人眼感知光线的机制或能帮助有效预防抑郁、促进夜间睡眠并保持机体健康的昼夜节律。

图片来源：Salk Institute

近日，一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中，来自索尔克研究所的科学家们通过研究在眼睛中发现了三种细胞类型，其能帮助检测光线，并使大脑的昼夜节律与周围的光线保持一致，这项研究中，研究者首次评估了这种名为本质感光性视网膜神经节细胞（ipRGCs，intrinsically photosensitive retinal ganglion cells）的细胞对光线的反应，以及其对机体健康的重要应用。

研究者Satchidananda Panda表示，如今我们基本上变成了室内的物种，我们脱离了白天的自然循环和晚上近乎完全的黑暗环境，理解ipRGCs细胞对光线质量、数量、持续时间和顺序的反应或能帮助我们更好地为新生儿ICUs、ICUs、学校等地方提供照明；同时还能帮助深入研究开发新型光疗法来治疗多种疾病，比如失眠症、抑郁症等。

文章中，研究者揭示了三种类型的ipRGCs细胞，第一种细胞对光的响应速度较快，但关闭时间较长，而第二种细胞开启和关闭时间均较长，第三类细胞在灯光非常明亮时才会产生响应，但其开启非常迅速且能在灯光消失后立马关闭。理解每一种ipRGCs细胞的功能或能帮助研究人员设计出更好的光照条件或疗法来开启/关闭这些细胞活性。

研究者指出，ipRGCs细胞负责将光信号传输到大脑中，甚至是在缺乏视杆细胞和视锥细胞的人群中也需要向大脑中传递图像。在携带有正常视杆细胞和视锥细胞的人群中，ipRGCs细胞实际上能与这些细胞密切合作，本文研究表明，ipRGCs细胞能结合视杆和视锥细胞所检测到的光信号，从而为我们所看到的信息增加亮度和对比度信息。

研究者Panda表示，后期我们还将研究这些细胞在不同光色、强度和持续时间下的净输出，比如，比较其对短脉冲和较长时间（几分钟）的反应，此外研究者还非常感兴趣研究这些细胞如何对光的序列产生反应，比如蓝光转变为橙色光，这将会模拟我们在自然界中在黎明和黄昏时遇到的各种光。

最后研究者表示，在不同年龄的供体视网膜组织中重复这些实验或将有助于帮助我们理解年轻个体和老年个体机体的ipRGCs细胞功能是否有所不同，这或许有助于帮助设计室内照明以实现机体更好的昼夜同步，甚至还能帮助改善老年人群和痴呆症患者的机体情绪。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Ludovic S. Mure, Frans Vinberg, Anne Hanneken, et al. Functional diversity of human intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, Science  06 Dec 2019: Vol. 366, Issue 6470, pp. 1251-1255doi:10.1126/science.aaz0898