“小杯子”內(nèi)細(xì)胞的“降生”

　　既然“小杯子”里所有成熟的細(xì)胞都來(lái)自于共同的“mother細(xì)胞”，那么他們的出生是否有順序呢？是否有特定的“大娃”，“二娃”，“三娃”，“四娃”呢？同樣來(lái)自于在體實(shí)時(shí)追蹤實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，視杯內(nèi)成熟細(xì)胞的出生確實(shí)是遵循一定的先后順序。

　　在介紹各類細(xì)胞出生順序之前，先來(lái)熟悉一下視網(wǎng)膜內(nèi)成熟細(xì)胞的空間分布。視網(wǎng)膜分布在晶狀體之后。外界光線透過(guò)晶狀體進(jìn)入視網(wǎng)膜，實(shí)現(xiàn)外界與內(nèi)部的聯(lián)系。順著光線的方向，依次排列著神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞、雙極細(xì)胞、水平細(xì)胞以及感光細(xì)胞。

　　視網(wǎng)膜內(nèi)細(xì)胞的空間結(jié)構(gòu)

　　那么他們的出生順序是怎樣的呢？與其空間分布會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)視杯內(nèi)最先成熟的是視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，然后是無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞、水平細(xì)胞，感光細(xì)胞和雙極細(xì)胞在其后產(chǎn)生，最后生成的是Müller細(xì)胞。前面提到了，視網(wǎng)膜內(nèi)細(xì)胞的空間分布順著光線的方向從外向內(nèi)依次是視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，雙極細(xì)胞以及感光細(xì)胞，有趣的是，細(xì)胞的產(chǎn)生順序也大致是從外向內(nèi)的，即視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞先產(chǎn)生，然后再是感光細(xì)胞和雙極細(xì)胞。[6]

　　視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞處于視網(wǎng)膜的最外層，而出生順序確是“大娃”，這可能與其在視網(wǎng)膜傳輸信號(hào)中處于中樞地位相關(guān)。視網(wǎng)膜感受外界刺激的過(guò)程主要是這樣的：外界的光刺激首先由感光細(xì)胞接受，然后轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給雙極細(xì)胞，再由雙極細(xì)胞傳遞給視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，在這個(gè)過(guò)程中，兩類抑制性神經(jīng)元——水平細(xì)胞和無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞參與到對(duì)電信號(hào)的調(diào)控過(guò)程。經(jīng)過(guò)傳遞和整合的信息最后由視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞從視網(wǎng)膜傳出進(jìn)入大腦。視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的優(yōu)先出生對(duì)于視網(wǎng)膜神經(jīng)環(huán)路的構(gòu)建起指導(dǎo)性作用。這也就不難理解為什么視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞是視網(wǎng)膜成熟細(xì)胞的“大娃”。

　　挖掘“小杯子”發(fā)育的秘密

　　“小杯子”的發(fā)育一直受到科學(xué)家的青睞，不僅僅是因?yàn)檫@其中有很多未知的秘密，更是因?yàn)槿藗兿胍獓L試去解決一些眼科疾病的難題。在現(xiàn)代社會(huì)中，越來(lái)越多的視網(wǎng)膜疾病讓科學(xué)家們和臨床醫(yī)生們開(kāi)始有了越來(lái)越多的合作。就比較常見(jiàn)的視神經(jīng)壞死來(lái)說(shuō)，科學(xué)家和醫(yī)生們正在嘗試?yán)�用干�?xì)胞在體特異性地誘導(dǎo)產(chǎn)生視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，從而去補(bǔ)充損壞的視神經(jīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)視神經(jīng)通路的修復(fù)。這種方法聽(tīng)上去很有效，但實(shí)際情況卻是不容樂(lè)觀的。這其中就有幾大亟待解決的問(wèn)題:1）如何能夠高效定向誘導(dǎo)產(chǎn)生視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，而不產(chǎn)生其他類型的神經(jīng)元；2）如何能夠?qū)崿F(xiàn)視神經(jīng)與視網(wǎng)膜各類神經(jīng)以及大腦中的神經(jīng)元的準(zhǔn)確聯(lián)結(jié)；3）如何保證誘導(dǎo)產(chǎn)生的視神經(jīng)節(jié)細(xì)胞穩(wěn)定生存。若能真正解決以上難題，那么失明人重見(jiàn)光明指日可待。

　　所以，神奇的“小杯子”雖然小，還有很多奧秘等著我們?nèi)ヌ骄俊⑷ネ诰颉Ｎ覀兤诖�有一天可以�?duì)“小杯子”的發(fā)育了如指掌，那么我們就有理由去期待光明隨之而來(lái)。

　　（作者：中科院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所 徐佰杰 ）

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3] Stephan Heermann et.al (2015) eLife4:e05216

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　　[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