科學(xué)家揭示了一些視網(wǎng)膜細(xì)胞對(duì)人工照明的反應(yīng)

對(duì)大多數(shù)人來說，花在屏幕上的時(shí)間——電腦、手機(jī)和iPad上的時(shí)間——構(gòu)成了許多小時(shí)，并且經(jīng)常擾亂睡眠?，F(xiàn)在，索爾克研究所的研究人員已經(jīng)確定了眼睛中的一些細(xì)胞是如何處理環(huán)境光和重置我們的生物鐘的，生物鐘是一種叫做晝夜節(jié)律的生理過程的日常周期。當(dāng)這些細(xì)胞在半夜暴露在人造光下時(shí)，我們的生物鐘可能會(huì)混亂，導(dǎo)致一系列健康問題。

研究結(jié)果于2018年11月27日發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》(Cell Reports)上，可能有助于為與認(rèn)知功能障礙、癌癥、肥胖、胰島素抵抗、代謝綜合征等相關(guān)的偏頭痛、失眠、時(shí)差和晝夜節(jié)律紊亂提供新的治療方法。

該研究的資深作者Satch教授Satchin Panda說：“無論是從屏幕時(shí)間開始，還是在室內(nèi)度過一天，抑或是在深夜保持清醒，我們都在不斷地接觸人造光?！斑@種生活方式會(huì)打斷我們的晝夜節(jié)律，對(duì)健康產(chǎn)生有害影響?！?

我們眼睛的后部包含一種叫做視網(wǎng)膜的感覺膜，它的最內(nèi)層包含一個(gè)微小的感光細(xì)胞子集，就像數(shù)碼相機(jī)中的像素一樣工作。當(dāng)這些細(xì)胞暴露在持續(xù)的光線下時(shí)，一種叫做黑視蛋白的蛋白質(zhì)會(huì)在它們體內(nèi)不斷再生，將環(huán)境光水平直接發(fā)送到大腦，以調(diào)節(jié)意識(shí)、睡眠和警覺性。照射10分鐘后，黑色素蛋白在同步我們的生物鐘中起著關(guān)鍵作用，在強(qiáng)光下，它抑制褪黑激素，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)睡眠。

該論文的第一作者Ludovic Mure說：“與眼睛中的其他感光細(xì)胞相比，只要光線持續(xù)幾秒鐘，黑色素細(xì)胞就會(huì)做出反應(yīng)?！斑@一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槲覀兊纳镧娭荒軐?duì)長期光照做出反應(yīng)?！?

在這項(xiàng)新工作中，Salk的研究人員使用分子工具來開啟小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中黑視蛋白的產(chǎn)生。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)暴露在重復(fù)的長脈沖光下時(shí)，這些細(xì)胞中的一些具有維持光反應(yīng)的能力，而另一些則變得不敏感。

按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，這種阻斷某些受體活性的蛋白質(zhì)被稱為抑制性蛋白質(zhì)，應(yīng)該在開燈的幾秒鐘內(nèi)停止細(xì)胞的光敏反應(yīng)。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，抑制素實(shí)際上是黑色素對(duì)長期照射持續(xù)反應(yīng)的必要條件。

在缺乏任何形式抑制劑蛋白(-抑制劑蛋白1和-抑制劑蛋白2)的小鼠中，產(chǎn)生黑視蛋白的視網(wǎng)膜細(xì)胞在長期照射下不能保持對(duì)光的敏感性。已經(jīng)證明抑制素有助于視網(wǎng)膜細(xì)胞中黑視蛋白的再生。

熊貓說：“我們的研究表明，這兩種抑制劑以一種特殊的方式完成了黑視蛋白的再生?！耙环N抑制劑的作用是阻止反應(yīng)，而另一種則有助于黑視蛋白重新加載其視網(wǎng)膜光感受輔因子。當(dāng)這兩個(gè)步驟快速連續(xù)地進(jìn)行時(shí)，細(xì)胞似乎會(huì)不斷地對(duì)光做出反應(yīng)?！?

例如，通過更好地理解體內(nèi)黑視蛋白的相互作用和眼睛對(duì)光的反應(yīng)，熊貓希望找到新的目標(biāo)來對(duì)抗人工照明造成的晝夜節(jié)律扭曲。此前，Panda的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，名為opsinamides的化學(xué)物質(zhì)可以在不影響小鼠視力的情況下停止小鼠體內(nèi)黑視蛋白的活性，這為偏頭痛患者對(duì)光的過敏反應(yīng)提供了一種潛在的治療方法。接下來，研究人員的目標(biāo)是找到影響黑視蛋白的方法，以重置生物鐘，幫助治療失眠。

這項(xiàng)工作得到了利昂娜m .和哈里b .赫爾姆斯利慈善信托基金、美國國立衛(wèi)生研究院和格倫基金會(huì)的支持。

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