来自斯克里普斯研究所（TSRI）佛罗里达校区的科学家发现了一种名为α2δ4的蛋白质形成正常视觉的原理。其研究有助于解释为什么编码α2δ4的基因突变会导致视网膜营养不良，这种疾病的特征是色觉缺陷和夜盲症。

     为了研究这种蛋白质如何对视觉产生帮助，研究者对小鼠进行了模拟视网膜病变实验。与人类一样，缺乏α2δ4的小鼠同样被疾病击溃，未能保住视力。

     斯克里普斯研究所教授基里尔·A·马尔特米亚诺夫（音译）教授解释说：“我们渴望理解各种致盲眼疾的致病原因，我们的大部分工作都是受到这种愿望的驱使。现在我们已发现，对于感光细胞接入神经回路并将其接收到的光信号传递给大脑，有一种分子在其中都起到了关键作用。

     这项研究近日发表在网络版的《神经源》杂志上。

     视觉的神秘原料

     我们的视觉依靠视网膜这种眼内感光层上两种类型的感光细胞。视杆细胞会探测光线中最低水平的光子，有助于夜间视力，而视锥细胞则感受强光并能辨别颜色。视杆和视锥细胞都必须导入视网膜的神经环路，才能将信息传递给大脑。

     马尔特米亚诺夫及其同事正在研究产生视觉的神经连接。在以前的研究中，研究人员发现了一种叫做ELFN1的新型细胞粘附蛋白，视杆细胞通过它们与其同伴相连，被称为双极神经元。然而尚不清楚ELFN1如何做到让感光细胞接入神经回路。

     在这项新的研究中，斯克里普斯研究所马尔特米亚诺夫实验室的助理研究员王雨辰带领的实验表明，这种连接需要α2δ4与ELFN1和其他称为钙通道的蛋白质共同加入名为高阶大分子复合物的结构。这些钙通道触发化学信息素谷氨酸的释放，光感细胞就是利用谷氨酸与双极神经元进行交流的。

     王雨辰作出简单解释，如果没有α2δ4和大分子复合物中的其他钙通道，视杆细胞就不能连接到神经回路。“我们发现α2δ4对于组织视杆细胞的突触前隔室是必不可少的。”他说道。

     值得注意的是，在小鼠模型中去除α2δ4的相应基因后，感光细胞对大脑的光信号传输被中断了，但是对于光线的检测能力却未受影响。“这就好像你想打电话，虽然电话功能齐全，但是却听不到声音，因为没有信号。”马尔特米亚诺夫说道。

     视锥细胞在缺乏α2δ4时情况略微好些。没有α2δ4，小鼠在昏暗环境下看不见，并且由于视杆细胞失灵，它们在弱光下不能进行迷宫导航。它们的视锥细胞也受到影响，但仍能输送一些微弱的信号到达大脑。

     马尔特米亚诺夫说：“他们的微光视力受到彻底破坏，而视锥细胞传递的信号仅能勉强奏效。”

     王雨辰说，如今研究者正在进一步研究，以期对视杆和视锥细胞间的差异作出解释。

     保护视力的可行方法

     展望未来，马尔特米亚诺夫和他的团队计划研究的是，操纵α2δ4是否可以帮助感光细胞传递信号并保持连接性，从而在因衰老而失明这种人类最主要的致盲成因模型中，使病患的视觉功能可以保持更久。

     “如果我们可以诱使垂死的感光细胞来增强与视网膜神经回路的沟通并保持其连接，那么我们也许能够延迟年龄相关性黄斑变性等退行性病症的发生。”马尔特米亚诺夫说道。

     研究人员还认为，α2δ4和ELFN1等接入神经回路的因素也可以帮助他们克服目前使用干细胞纠正视力障碍的困难。

     马尔特米亚诺夫解释说，目前许多实验室恢复视力的策略集中于用干细胞衍生的视杆和视锥细胞替代死亡的感光细胞，然而要将新生的感光细胞整合到神经回路却非常困难。这项新的研究表明，α2δ4可能是将这些新细胞正确导入神经回路的神秘原料。

     《轴受精制、突触传递和杆受光器接线的要素——辅助钙通道亚基α2δ4》，这项研究的合著作者除了马尔特米亚诺夫和王雨辰外，还有TSRI的曹岩（音译），伊格纳西奥·萨里亚，本·特罗斯奇（音译）和克莉丝汀·鲍尔温，加州大学洛杉矶分校朱尔斯·斯坦眼科研究所的凯瑟琳·E.费拉伯尔（音译），诺里安（音译）T·英格拉姆和阿拉帕卡姆·P.山姆帕斯，马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所的黛比·格雷罗-吉文和内奥米·釜泽，以及山梨大学的大束利久。

     该研究得到了美国国立卫生研究院（EY018139、EY017606和EY000331）的支持，以及洛杉矶加利福尼亚大学斯坦眼科研究所防盲研究的非限制性赞助。