视锥细胞可塑性及视觉传导神经通路在树鼩形觉剥夺性弱视形成中的作用

Form deprivation amblyopia means poor corrected vision caused by the abnormal visual experiences in the key stage of visual development. The aetiological mechanism is unclear. Cone cells are the first location which perceives variety of external stimulus and the development of cone cells need sufficien visual stimulation. Very few researches had been performed about whether the cone cells have plasticity and the effect of visual pathway in abnormal visual enviroment – form deprivation. Our team has proved that monochromatic light has the ability of inducing changes of guinea pig’s cone cells in fore-projects. Based on the findings from our previous studies, Tupaia belangeri is selected as research object since its visual system development is close to mankind and the majority cells in retina are cone cells. The right eye and left eye of newborn Tupaia belangeri are covered 1 month in turns. The quantity and proportion of cone cells, opsin, expression changes of opsin, and the correlation among visual pathway, neuron in visual cortex and changes in visual evoked potential are monitored. The influences of form deprivation on development and differentiation of cone cells and effects on formation of form deprivation amblyopia will be analyzed.This study is aim to prove that the changes in development and differentiation of cone cells is the initiating factor of form deprivation amblyopia; to explore the relation between the plasticity of cone cells and that of visual acuity; to discuss the retinal pathological mechanism of form deprivation amblyopia; and to lay theoretical foundation for developing new treatment of amblyopia.

形觉剥夺性弱视是由于在视觉发育关键期内异常的视觉体验致使矫正视力低常。其神经病理机制目前尚不明确。视锥细胞是明视觉的第一级神经元，其出生后发育分化也需要充分的视觉刺激，在形觉剥夺这种异常视觉环境下，它是否具有可塑性且其及其后的视觉传导神经通路在形觉剥夺性弱视形成中的作用国内外相关研究甚少。本课题组前期实验已证明单色光可诱导豚鼠视锥细胞和视蛋白发生变化。在此基础上，本课题选择与人类视觉系统发育较接近且视网膜以视锥细胞为主的树鼩作为实验对象，在出生后遮盖右眼1月后，换为遮盖左眼1月，观测不同时间、不同条件下视网膜两种视锥细胞数量、比例及视蛋白表达变化和视觉传导神经通路、视皮质神经元及视觉诱发电位变化之间的联系，证实视锥细胞的发育分化变化可能是形觉剥夺性弱视形成的始动因素，探索视锥细胞可塑性与视力可塑性之间的关系，初步探讨形觉剥夺性弱视的视网膜病理机制，并为开发弱视治疗的新手段提供理论依据。

背景：形觉剥夺性弱视是由于在视觉发育关键期内异常的视觉体验致使矫正视力低常。其神经病理机制目前尚不明确。视锥细胞是明视觉的第一级神经元，其出生后发育分化也需要充分的视觉刺激，在异常视觉环境下，它是否具有可塑性且其及其后的视觉传导神经通路在形觉剥夺性弱视形成中的作用国内外相关研究甚少。本课题以树鼩作为实验对象，在出生后遮盖右眼1月后，换为遮盖左眼1月，观测不同时间、不同条件下视网膜两种视锥细胞数量、比例及视蛋白表达变化和视觉传导神经通路、视皮质神经元及视觉诱发电位变化之间的联系，证实视锥细胞的发育分化变化可能是形觉剥夺性弱视形成的始动因素，探索视锥细胞可塑性与视力可塑性之间的关系，初步探讨形觉剥夺性弱视的视网膜病理机制。.研究结果、关键数据及科学意义：1、形觉剥夺可诱导树鼩明显近视，并随着眼轴的增长，屈光度数增大；形觉剥夺可引起视网膜普遍变薄，光感受器细胞凋亡、数量减少、视锥细胞超微结构改变；与成年早期相比，青春期树鼩对形觉剥夺的诱导更敏感，眼球参数的变化更明显，视锥细胞的新陈代谢也相对较旺盛。.2、NMDAR1参与近视的调控。.3、形觉剥夺性树鼩视网膜双极细胞存在功能抑制或障碍可能；通过图形视觉诱发电位和视网膜电图检测视觉传导功能的特征,提示形觉剥夺引起的视觉传导功能障碍和（或）抑制具有可恢复性。.4、树鼩视觉传导通路存在多条环路；视网膜的双极细胞mGluR6存在一定可塑性；视皮质的树突形态及树突棘密度存在一定可塑性。.5、 轻中度弱视视皮质17区的病理变化可能为多灶性神经元萎缩、神经元数量减少伴胶质细胞增生；重度弱视病理改变可能为多灶性神经元萎缩，神经元数量减少、胶质细胞增生，同时伴有视皮质小灶状海绵状变性及部分锥体细胞变性、水肿；胶质细胞增生可能为弱视恢复的病理学基础；形觉剥夺弱视未引起视皮质17区神经元细胞的凋亡；c-fos基因可能参与了弱视的形成及恢复；弱视引起的神经元损伤具有可塑性。.6、 ipRGCs 、RGCs 具有可塑性。