视杆细胞和视锥细胞是视网膜中两种主要的感光细胞,虽然都能将光转化为视觉,但二者功能不同。视杆细胞对弱光高度敏感并发挥功能,但这种细胞在光源下迅速饱和并停止对光的反应,而且视杆细胞对颜色不敏感,这样也是在弱光下往往不能分辨色彩的原因。而视锥细胞能够使人类分辨颜色并能随光强的变化迅速做出调整。
该研究组用蝾螈进行研究,因为蝾螈视网膜上有大量易识别的视锥细胞。视锥细胞中的视色素在吸收光线时会被破坏,因此视网膜要持续感光,视色素就需要不断地重建和再生,当吸收光线后,视色素上的发色团从视锥细医`学教育网搜集整理胞转移到视网膜附近的色素上皮细胞。完成该过程后,发色团会重新回到感光细胞。
在之前的研究中,课题组曾将蝾螈视网膜中的色素上皮细胞剔除,使色素分医学教|育网搜集整理子不能够再生。然后将视网膜置于强光和黑暗条件下,他们发现,视杆细胞不再发挥功能,而视锥细胞即使在没有色素上皮细胞的条件下依然正常工作。据研究人员解释,这是因为强光下,视杆细胞中的色素分解,而这些细胞不能使发色团再生。而视锥细胞中的色素能够再生,并且在缺失色素上皮细胞条件下也能使色素再生。
在这项新的研究中,研究人员对老鼠,灵长类动物以及人类做了相同的实验,并得到相同的结果。
为了了解视锥细胞在缺失上皮细胞条件下如何完成色素再生,课题组着重对视网膜中一种特殊的细胞——Müller细胞进行研究。Müller细胞能与视锥细胞和视杆细胞发生作用。研究人员利用一种特殊的化学物质破坏Müller细胞,然后分别使视网膜处于强光和弱光下。研究发现,当阻断Müller细胞的功能时,视网膜视觉通路受阻,因为视锥细胞中的视色素耗尽后就无法对黑暗场景做出相应调整。