黑视蛋白:向生物钟传递光信息的关键

【字体: 时间:2002年12月17日 来源:

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    [生物通讯]小鼠新研究证实了视网膜中一种叫做黑视蛋白(melanopsin)的光敏蛋白是哺乳动物设置“机体生物钟”所必需的。科学家表示,现在这种蛋白代表了治疗纠正混乱的昼夜行为规律的一个潜在目标靶。

    早先的研究已经表明,存在于视网膜细胞中的一个特殊网络中的黑视蛋白可能是将光暗信息传递给大脑中的机体生物钟的主要递质。含有黑视蛋白的细胞似乎与赋予人们视觉的视杆细胞和视锥细胞是分离的;相反,黑视蛋白细胞对光强变化的感知力不太专化。

    正是视网膜感知的昼夜变化帮助设置机体生物钟,也就是以24小时为周期的生理节奏。除了控制睡眠-清醒的循环周期外,生物钟在激素生产、血压和体温等一系列机体过程中都起着一定作用。

    长期以来,科学家一直试图了解当生理节奏被夜班或时差等打乱后,机体究竟是如何”重新设置“生物钟的。

    现在,两篇发表在12月13日期《科学》杂志上的研究证实,黑视蛋白在使机体生物钟与外部世界同步中起着关键作用,但研究人员补充说,一定还有其它光敏分子参与这个同步过程。

    这些发现是首次“查明黑视蛋白与机体生物钟之间的关系”。其中一篇研究的第一作者、斯坦福大学的Norman F. Ruby 博士接受路透社健康专栏采访时说。

    为查明黑视蛋白与生物钟之间的关系,Ruby和他的同事研究了缺失编码黑视蛋白的基因的基因敲除小鼠,通过这种小鼠研究人员可以衡量该蛋白在适应昼夜周期变化中的重要程度。他们发现,与正常小鼠相比,缺失黑视蛋白基因的小鼠显示出对光照变化反应的减小--它们的机体生物钟没有象正常小鼠那样将生物钟“重新设置”到同样的基准。

    “生物钟没有获得全部的光信息,因为视网膜中缺少黑视蛋白,生物钟感受到的光少了。“Ruby 解释说。

    同样,在第二项研究中,一个国际研究小组也发现缺乏黑视蛋白的小鼠中生物钟重设能力降低。这项研究小组由加州圣地亚哥Scripps 研究院的Satchidananda Panda领导,他们得出结论,黑视蛋白是机体生物钟执行正常功能所必需的,但”其它有关光输入到生物钟的机制也起着一定作用。“

    一些科学家希望能够利用对机体如何重设生物钟的越来越多的了解来寻找恢复由于夜班或失眠而被打乱的天然生理节奏。已有越来越多的研究表明,慢性生物钟紊乱会引发从胃溃疡到心脏病等一系列健康问题。

    Ruby指出,对于许多盲人而言,他们的生理节奏”无法与外部世界同步”,因而不得不丢弃正常的睡眠-清醒周期。

    “既然我们已经知道了是黑视蛋白将光信息传递给生物钟。”他说。“那么它就可作为开发维持人正常生物钟的药物的一个新靶点。”

    Ruby 研究小组的其他成员还包括加州生物医药公司Deltagen的研究人员。

生物通编译自Reuters health

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