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甲状腺激素可以改变斑马鱼的色觉 可能改变人类

2021-01-20 20:20:28

暴露于甲状腺激素可以改变斑马鱼的眼睛功能,这一结果对于治疗人类的色盲和视网膜变性具有重要意义。

爱达荷大学的研究发现,斑马鱼中甲状腺 激素的剂量可以改变视蛋白 - 蛋白质的类型,这种蛋白质支持在称为视锥细胞的单个眼细胞中产生的色觉,可能影响动物的色觉。在色觉方面,斑马鱼和人类具有相似的遗传学特征。

研究人员的研究结果发表于今天的“美国国家科学院院刊”,可能会导致视觉障碍的新疗法。

锥体区分脊椎动物的颜色。根据锥体产生的视蛋白的类型,各个锥体对不同颜色的光敏感。产生红敏感视蛋白的锥体主要响应红光。在人类和其他灵长类动物中,确定锥体是否产生红色或绿色敏感视蛋白的基因在X染色体上彼此相邻。

由于这种配置,锥体是否变为红色或绿色敏感被认为是随机过程。最近的研究提出了另外的建议,罗伯特麦金说,他是我的科学学院的博士生,也是这项研究的主要作者。

“红色和绿色是我们看到的最重要的颜色,”麦金说。“它们允许我们用于驾驶和阅读的高视力视力。允许我们看到这些颜色的红色和绿色锥体可能会死于黄斑变性等疾病,这会影响许多老年人。”

研究小组测试了在视网膜发育中起关键作用的甲状腺激素是否可以控制斑马鱼中哪两个视蛋白基因被打开。类似于人类的遗传排列,斑马鱼具有相邻的视蛋白基因,产生红色和橙色敏感的视蛋白而不是红色和绿色。

该研究将斑马鱼胚胎和幼虫暴露于更高水平的甲状腺激素(T3)活性形式。在那些斑马鱼中,表达红色敏感的视蛋白基因的视锥细胞的数量随着T3的剂量而增加。或者,如果去除甲状腺,与正常斑马鱼相比,表达橙色敏感视蛋白的视锥细胞数量增加。Mackin说,研究结果表明,甲状腺激素可以控制斑马鱼中是否开启了红色或橙色敏感的视蛋白基因,这一过程并非随意。

虽然个别锥体通常只产生一种视蛋白,但研究小组发现暴露于T3的幼虫有单个视锥细胞从触发橙敏感的视网膜转变为红敏感的视蛋白基因。这一发现表明锥体可以改变它们产生的视蛋白的类型。作者建议斑马鱼可以使用甲状腺激素来调整视力,因为它们会长大并改变游泳和摄食行为。

“我们的主要目标是弄清楚基础科学,并了解视网膜的表达是如何被控制的,”麦金说。“我们希望我们和其他研究人员能够在人体中测试这一过程,然后开发新的治疗方法或疗法,以防止视力障碍的发生或治愈色盲和视力丧失疾病。”

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