Фоторецепторные нейроны: Недопустимое название — Циклопедия

Содержание

Трансплантация фоторецепторных клеток для коррекции слепоты в эксперименте

Трансплантация фоторецепторных клеток для коррекции слепоты в эксперименте

Среди причин частичной или полной утраты зрения значительная доля приходится на патологию фоторецепторного аппарата — врожденных аномалий, отслойку сетчатки различного генеза, пигментную дистрофию сетчатки и др. К сожалению, существующие способы лечения не всегда эффективны, а при ряде заболеваний радикальные методы коррекции вообще отсутствуют. Вместе с тем, установлено, что 80-90% информации о состоянии внешнего мира человек получает посредством зрения. Утрата этого чувства или его существенное ослабление приводит к стойкой инвалидизации, почти полной социальной дезадаптации.

Сетчатая оболочка глаза — сложно устроенная структура, по своему гистогензу вполне соответствующая части головного мозга, вынесенной на периферию организма. На 4-5-й неделях эмбриогенеза происходит выпячивание глазного пузыря из материала выстилки переднего отдела будущего мозга. На этой стадии будущая сетчатка представлена двумя слоями нейробластов.

Вдальнейшем происходит увеличение количества клеток и их дивергентная дифференцировка, которая приводит к тому, что к 8-му месяцу внутриутробного развития человека формируется морфологически дефинитивная сетчатка. Функциональное «созревание» фоторецепторного аппарата происходит и после рождения. В сетчатке выделяют 10 слоев, три из которых представляют собой уровни расположения последовательно соединенных нейронов.

Слой, в котором расположены первые нейроны зрительного анализатора, граничит с пигментными клетками. Возбуждение, возникшее в фоторецепторных нейронах — палочках и колбочках, передается на второй нейрон — биполярный; в дальнейшем их отростки переключаются на ганглионарные клетки, чьи аксоны и формируют зрительный нерв. Таким образом, фоторецепторные клетки — палочки и колбочки, расположенные в наружном ядерном слое, являются видоизмененными нейронами, интегрированными в сложную нейронную сеть сетчатки, и, как свойственно подавляющему большинству нейронов, камбиальные элементы для клеточной регенерации сетчатки практически отсутствуют.

Еще в 20-х годах прошлого века исследователи предпринимали попытки трансплантации фоторецепторного аппарата (у земноводных]. Первая успешная пересадка сетчатки млекопитающего датируется 1959 годом, когда были трансплантированы части сетчатки. Будучи помещенными
в глазные среды, они не погибали сразу, но и не интегрировались в сетчатку реципиента [1 ].

В дальнейшем реципиентам пересаживали нейроблас-ты — предшественники палочек и колбочек, полученные из фетального материала. Предпринимались попытки осуществлять трансплантации после этапа культивирования in vitro; трансплантировались фоторецепторы взрослых особей, однако результаты этих исследований были весьма противоречивы и не получили существенного дальнейшего развития [2, 3]. Одним из критериев успешной трансплантации является формирование синаптических связей между фоторецепторами и нейронами реципиента, чего удавалось добиться лишь в единичных случаях [4, 5]. Однако, настоящих успехов удалось добиться только исследовательской группе R. MacLaren и R.R. Ali, о чем сообщил журнал Nature 9 ноября 2006 г.

Исследователи из Британии считают, что пересаживать следует не ранние предшественники палочек и колбочек, а постмитотические прекурсоры — на стадии начала образования межклеточных синаптических связей. В ходе эксперимента, выполненного на мышах, страдающих генетическим дефектом — дегенерацией сетчатки, показано, что пересаженные клетки, полученные от трансгенных (GFP+, CFP+) реципиентов на сроках от 1 до 15 дня постнатальной жизни, способны колонизировать сетчатку в пределах наружного ядерного слоя и дифференцироваться в фоторецепторы. Наибольший успех был достигнут с применением клеток, полученных от мышат в возрасте 3-5 дней. Реципиентам инъецировали от 300 до 1000 клеток в субретинальный слой. Пересаженные клетки дифференцировались в морфологически идентифицируемые палочки и колбочки. Они формировали функционирующие синаптические связи с биполярными клетками, что было доказано возникновением и проведением электрических потенциалов в ответ на освещение и поведением ранее слепых мышей.

Вероятность слияния пересаженных клеток с фоторецепторами реципиента была сведена к минимуму посредством пересадки GFP+ клеток CFP+ реципиентам. При конфокальной микроскопии кофлюоресценция не была обнаружена ни в одном из наблюдений. Кроме того, ядра пересаженных клеток были маркированы BrdU, что также подтвердило донорское происхождение сформированных фоторецепторных клеток в сетчатке реципиента. Показано, что клетки, полученные от животных в возрасте до 3-х дней, еще способны делиться, позже они мигрируют в область наружного ядерного слоя.

Авторы указывают, что установленные на мышах закономерности лишь открывают перспективы для дальнейших исследований в области лечения заболеваний сетчатки у человека. По степени морфо-функциональной зрелости предшественники фоторецепторов 3-5 дня жизни у мышей соответствуют таковым у человека во втором триместре внутриутробной жизни. По понятным причинам данный клеточный материал не может рассматриваться как перспективный для пересадок. Вместе с тем, сотрудники той же исследовательской группы показали, что прогрессивное
развитие постмитотических предшественников палочек и колбочек ассоциировано с началом функционирования транскрипционного фактора Nlr. Пересаженные клетки, находящиеся на этой стадии развития, характеризовались лучшим приживлением и дифференцировкой в фоторецепторы. Активацию данного фактора наблюдали и в культуре эмбриональных стволовых клеток человека. Вероятно, ЭСКч отобранные на стадии активации данного фактора, способны к прогрессивной дифференцировке в фоторецепторные клетки сетчатки, что, по мнению исследователей, приведет в ближайшие 5 лет к созданию клеточной биотехнологии лечения патологии сетчатки у человека.

Что такое Фоторецепторы

Фоторецепторами называют сенсорные светочувствительные нейроны сетчатой
оболочки глаза. Они содержатся в зернистом внешнем слое сетчатки. Их характерной
особенностью является гиперполяризация (а не деполяризация, как в случае с
другими нейронами) в ответ на сигнал, адекватный этим рецепторам — свет.
Размещение фоторецепторов в сетчатой оболочке очень плотное – гексагональная
упаковка(в форме шестиугольников)

 

Классификация фоторецепторов

В человеческом глазу к
фоторецепторам относятся три типа колбочек (каждый вид возбуждается в ответ на
определенную длину световых волн), отвечающих за цветное зрение, и лишь 1-н вид
палочек отвечает за сумеречное зрение. Общее количество палочек в сетчатке глаза
человека — 110 ÷ 125 млн, а колбочек — 4 ÷ 7 млн.

 

Строение палочек и колбочек сходно между собой, они состоят из 4-х участков:

 

1. Наружный сегмент – участок, на котором происходит преобразование световой
энергии в рецепторный потенциал. Заполнен этот сегмент мембранными дисками,
которые образует плазматическая мембрана. Во всех наружных сегментах палочек
содержится 600-1000 дисков, представляющих собою уплощенные мембранные мешочки,
которые уложены подобно столбику монет. Мембранных дисков в колбочках меньше,
это складки плазматической мембраны.

 

2. Перетяжка – место почти полного отделения наружного сегмента от
внутреннего путем выпячивания наружной мембраны. Два сегмента между собою
связывает цитоплазма и пара ресничек, которые переходят из 1-го сегмента во
2-ой.

 

3. Внутренний сегмент – сфера интенсивного метаболизма, которую заполняют
митохондрии, доставляющие энергию для зрительных процессов, и полирибосомы, на
которых происходит синтез белков, принимающие участие в формировании мембранных
дисков, а также зрительного пигмента. Тут располагается и ядро.

 

4. Синаптическая область – место образование синапсов с биполярными клетками.
Биполярные диффузные клетки способны образовывать синапсы с некоторыми
палочками. Данное явление носит название синаптической конвергенции, уменьшая
четкость зрения, повышая, при этом светочувствительность глаз.

 

Биполярные моносинаптические клетки служат связующим звеном между колбочками
и ганглиозными клетками, что способствует обеспечению лучшей по сравнению с
палочками остроты зрения. Горизонтальные и амакриновые клетки соединяют между
собой определенное количество палочек или колбочек. За счет них зрительная
информация еще до момента выхода из сетчатой оболочки подвергается своего рода
переработке. Данные клетки также принимают участи в латеральном торможении.

Количество палочек в сетчатке превышает количество колбочек — 120 млн против
6 — 7 млн соответственно. Вытянутые тонкие палочки, размер которых 50х3 мкм
распределены равномерно по всей сетчатой оболочке, кроме центральной ямки, в
которой преобладают удлиненные конические колбочки, размер которых 60х1,5 мкм.

 

Поскольку в центральной ямке колбочки упакованы очень плотно ( тыс. на
кв.мм), острота зрения здесь максимальная. Чувствительность палочек к свету
выше, они способны реагировать на более слабое освещение. В состав палочек
входить лишь один зрительный пигмент, потому они не способны различать цвета и
подходят больше для ночного зрения.

 

В состав колбочек входят целых три зрительных пигмента, благодаря чему можно
распознавать цвета, их используют, в основном при дневном свете. Острота
палочкового зрения меньше, поскольку расположены палочки не так плотно и
поступающие от них сигналы подвергаются конвергенции, но как раз за счет этого и
обеспечивается высокая чувствительность, которая нужна для зрения в темноте.

В палочках содержится светочувствительный пигмент под названием родопсин.

Ряд глазных заболеваний можно будет вылечить, используя действие клеток Мюллера

Ряд глазных заболеваний можно вылечить, используя тот факт, что нормальную работу «колбочек» — фоторецепторов сетчатки глаза — обеспечивают клетки Мюллера. К такому выводу пришли ученые Вашингтонского университета.

close

100%

Человеческий глаз по своей сути является уникальным оптическим прибором невероятно сложной структуры, который сформировался в ходе эволюции, продолжавшейся миллионы лет. Человек, который не имеет проблем со зрением, придя со светлой улицы в довольно темное помещение, через несколько минут уже может вполне свободно ориентироваться в нем. Так и наоборот — оказавшись после темноты в ярко освещенном месте, глаз спустя небольшой промежуток времени позволяет человеку чувствовать себя вполне комфортно. Восприятие электромагнитного излучения в видимой области спектра, в том числе и способность различать цвета, обеспечивается сетчаткой. Эта часть глаза представляет собой его внутреннюю оболочку, которая содержит пигментный эпителий, фоторецепторные клетки (известные каждому со школы палочки и колбочки) и ряд нервных клеток.

Палочки более чувствительны к свету и сконцентрированы к краям сетчатки, что определяет их участие в ночном и периферийном зрении. Колбочки, которые получили свое название из-за конической формы, в 100 раз менее чувствительны к свету, чем палочки, но гораздо лучше воспринимают быстрые движения. Кроме того, различают три вида колбочек, по чувствительности к разным длинам волн оптической части спектра (фиолетово-синей, зелено-желтой и желто-красной), и именно наличие этих трех видов колбочек (плюс палочек, чувствительных в изумрудно-зеленой части спектра) даёт человеку цветное зрение.

Наибольшее скопление колбочек в сетчатке человека находится в центральной ямке, так называемой макуле, или «желтом пятне», находящейся на оптической оси глаза, что обеспечивает остроту зрения.

Палочки и колбочки

Палочки — один из двух типов фоторецепторных клеток сетчатки глаза, названый так за свою цилиндрическую форму. Палочки более чувствительны к свету и, в человеческом глазе, сконцентрированы к краям сетчатки, что определяет их участие…

Принцип работы этих палочек и колбочек заключается в том, что под действием света в клетках продуцируются специальные пигменты, то есть происходит фотохимическая реакция с преобразованием энергии фотона в энергию соединений нервной ткани. Важную роль в химической составляющей процесса зрительного восприятия человека играет пигментный эпителий, который, принимая фотоны света, взаимодействует с палочками и колбочками, генерируя специальный белок, выполняющий транспортную функцию, а также играет роль в регенерации важных химических веществ, участвующих во всем процессе в целом. Так в темноте палочки и колбочки восстанавливают свою способность производить пигмент, этим обеспечивая зрение человеку на протяжении всей жизни.

Палочки и колбочки

Палочки — один из двух типов фоторецепторных клеток сетчатки глаза, названый так за свою цилиндрическую форму. Палочки более чувствительны к свету и, в человеческом глазе, сконцентрированы к краям сетчатки, что определяет их участие…

Но по-прежнему многое в процессе зрительного восприятия остается непонятным для человека. Вследствие травм, болезней или просто из-за солидного возраста люди часто страдают глазными болезнями, и врачи, увы, не всегда могут помочь им. Группа ученых из Медицинской школы Вашингтонского университета во главе с уроженцем Болгарии Владимиром Кефаловым в ходе своих исследований чуть больше узнала о работе фоторецепторов и сетчатки. Ученые получили результаты, которые в дальнейшем могут быть использованы при лечении глазных болезней, в частности макулодистрофии. Это заболевание, которое еще называется «возрастная дегенерация сетчатки», развивается у людей после 50 лет и является одной из самых распространенных причин слепоты в пожилом возрасте.

Макулодистрофия вызывает разрушение «желтого пятна», то есть колбочки перестают выполнять свою функцию — реагировать на свет.

Подробнее о работе Кефалова и его коллег можно ознакомиться в статье из журнала Current Biology.

Свою работу ученые продолжают уже не первый год. В феврале нынешнего года эта же группа в журнале Nature Neuroscience опубликовала свое исследование по изучению работы сетчатки глаза саламандры, в которой содержится большое количество колбочек. Кефалов и коллеги убрали из сетчатки пигментный эпителий и направили на нее яркий свет. Оказалось, что палочки после этого потеряли свою способность восстанавливать производство пигмента, то есть, по сути, «перегорели».

Колбочки же, несмотря на отсутствие пигментного эпителия, смогли восстановить свои функции.

В новом исследовании подобная работа была проведена на сетчатке глаза мышей и дала такие же результаты: в отсутствие пигментного эпителия после яркого света палочки «перегорали», а колбочки продолжали функционировать нормально.

В последнее время в мировых журналах были опубликованы несколько работ, которые посвящены роли глиальных клеток Мюллера (получивших свое название в честь выдающегося немецкого естествоиспытателя Иоганнеса Мюллера), которые выполняют вспомогательную функцию для обычных нейронов. Так в ноябре минувшего года «Газета.Ru» писала о работе ученых из британской Лаборатории Тома Реха из того же Вашингтонского университета, где рассказывалось, что клетки Мюллера могут помочь бороться со слепотой, будучи способными к делению и превращению в другие типы клеток. Этот вопрос затронули и Кефалов с коллегами.

Они изучили влияние клеток Мюллера на восстановление функции колбочек.

Оказалось, что если заставить сетчатку взаимодействовать со специальным химическим раствором, блокирующим действие клеток Мюллера, то после восприятия яркого света в отсутствии пигментного эпителия колбочки также «перегорают». А вот нормальная работа клеток Мюллера способствует и нормальной работе колбочек, независимо от наличия пигментного эпителия.

Авторы утверждают, что установленный ими факт в ближайшем будущем поможет выработать технологию лечения случаев нарушения зрения, когда в результате травм или других причин поврежден пигментный эпителий, в частности поможет в лечении макулодистрофии.

Зрение человека впервые восстановлено с помощью оптогенетики

Медикам впервые удалось частично восстановить зрение пациента с помощью оптогенетической терапии. Ранее этот метод успешно применялся лишь на животных.

Оптогенетика – довольно молодой метод, позволяющий управлять нейронами с помощью светочувствительных белков. Столь успешное применение оптогенетической терапии является крупным прорывом в восстановительной медицине.

Исследование, опубликованное в издании Nature Medicine, описывает прогресс в лечении пациента из Парижа, у которого 40 лет назад диагностировали пигментный ретинит. Это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, уничтожающее светочувствительные клетки в сетчатке и приводящее к слепоте. Причиной пигментного ретинита являются мутации в 71 гене, поэтому крайне трудно разработать генную терапию, которая бы успешно «починила» все нарушенные белковые связи.

Поэтому исследователи подошли к лечению этого заболевания с совсем другой стороны. Вместо того, чтобы поочерёдно чинить каждый повреждённый ген в фоторецепторах, которые передают сигнал нервным клеткам, учёные приняли решение непосредственно активировать сами нервные клетки. Именно в этом им и пригодились инструменты оптогенетики.

Исследователи ввели в глаз пациента инъекцию, содержавшую вектор аденоассоциированного вируса (его нередко используют в генной терапии). Этот безобидный вирус использовался для доставки светочувствительных белков в клетки сетчатки. Эти белки реагируют на свет тем, что меняют свою форму и позволяют потоку ионов проходить сквозь клетку.

Однако эти белки чувствительны лишь к свету с определённой длиной волны. Чтобы скорректировать попадающие на сетчатку лучи света, исследователи использовали специальные очки. Они трансформируют свет, отражающийся от предметов, почти как проектор, передающий картинку на экран в кинотеатре.


В ходе эксперимента пациент распознавал предметы, стоявшие перед ним на столе.



С помощью генной терапии и этих очков пациент смог впервые за долгие годы разглядеть реальные объекты, правда, в специальных экспериментальных условиях. Исследователи параллельно считывали активность нейронов пациента с помощью ЭЭГ. Таким образом они убедились, что оптогенетическая терапия сетчатки действительно позволила активировать первичную зрительную кору мозга. Именно в неё попадает сигнал от сетчатки, то есть этот путь передачи информации был успешно восстановлен.

Период адаптации к новому оборудованию занял несколько месяцев. После этого пациент смог разглядеть (и даже сосчитать) белые полосы на пешеходном переходе и постепенно научился различать всё больше разных объектов за пределами лаборатории.

Конечно же, этот метод восстановления зрения ещё находится на экспериментальной стадии, и немало времени пройдёт, пока он станет доступен широкому кругу пациентов.

Однако в перспективе этот успешный эксперимент открывает дорогу для терапии самых разных неврологических заболеваний, включая эпилепсию и болезнь Паркинсона.

Напомним, ранее мы писали об успешном испытании генной терапии для лечения врождённой слепоты. Также мы писали о новом биосовместимом материале, который позволяет вырастить новые клетки сетчатки прямо в глазу пациента.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

Нейрональный кальциевый сенсор 1 (NCS1) в нормальной и патологической фоторецепторных системах — НИР

1 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Нейрональный кальциевый сенсор 1 (NCS1) в нормальной и патологической фоторецепторных системах
Результаты этапа: В 2015 году на транскриптомном и протеомном уровнях охарактеризована структура NCS1 двух видов позвоночных животных, Bos taurus (бык) и Oryctolagus cuniculus (кролик). Методами PCR и PCR-RACE впервые полностью разрешена последовательность мРНК NCS1 из сетчатки, а также мозговой ткани указанных видов. Показано, что, несмотря на различия в последовательностях полученных транскриптов, соответствующие продукты трансляции будут совпадать и являются идентичными последовательности NCS1 человека. В то же время, масс-спектрометрический анализ белковых препаратов NCS1, выделенных из мозговой ткани быка, выявил наличие пептидных фрагментов, часть последовательности которых не относится к канонической структуре белка. Биоинформатический анализ геномной ДНК различных видов позвоночных животных показал, что изоформы NCS1, содержащие указанные пептиды, могут образовываться в результате альтернативного сплайсинга. С применением иммуногистохимических методов определена локализация NCS1 в сетчатке быка. Показано, что белок присутствует в слое ганглиозных клеток, наружном и внутреннем плексиформных слоях, а также в слое фоторецепторов. Впервые продемонстрировано присутствие NCS1 в наружных сегментах фоторецепторных клеток, что может указывать на наличие у этого белка функции в рамках каскада фототрансдукции. Завершена часть экспериментов по выяснению механизма мембранной ассоциации NCS1. Методом равновесного ультрацентрифугирования показано, что NCS1 способен взаимодействовать с фоторецепторными мембранами, причем заметное связывание наблюдается не только в присутствии, но и в отсутствие Ca2+. Сравнительный анализ взаимодействия NCS1 с фоторецепторными мембранами и мембранами гиппокампа быка показал, что в последнем случае снижение аффинности NCS1 к мембранам в отсутствие катиона более выражено, что говорит о вкладе фосфолипидного состава бислоя в связывание бескальциевой формы белка. Проведены исследования роли N-концевых остатков лизина в 3-м, 7-м и 9-м положениях полипептидной цепи NCS1 в механизме мембранной ассоциации белка. Показано, что замена всех этих остатков снижает сродство NCS1 к обоим типам мембран в ряду WT>К9Е>K7E>K3E, однако Са2+-зависимость связывания в случае мутантов K7E и K9E остается неизменной. В то же время, обращение заряда в третьем положении полипептидной цепи NCS1 существенно подавляет его связывание с фоторецепторными мембранами в отсутствие Са2+, что говорит о ключевой роли K3 в мембранной ассоциации бескальциевой формы белка. Впервые продемонстрирована способность NCS1 взаимодействовать с интегральным белком мембранных рафт-струкутр кавеолином-1. Получен синтетический пептид, соответствующий фрагменту F81-R101 цитоплазматического домена этого белка. Охарактеризованы термодинамические параметры, стехиометрия, и константы диссоциации (Kd) комплексов NCS1 с F81-R101. Показано, что сродство бескальциевой формы NCS1 к фрагменту кавеолина-1 является более выраженным (Kd=0,359 мкМ), чем в случае Са2+-связанного белка (Kd=0,998 мкМ). Выявлен и идентифицирован ряд потенциальных мишеней NCS1 в сетчатке, среди которых D-субъединица H+-АТФазы V-типа, рибосомальный белок S13, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа и рековерин (Са2+-независимое взаимодействие), а также родопсинкиназа (Са2+-зависимое взаимодействие).
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Нейрональный кальциевый сенсор 1 (NCS1) в нормальной и патологической фоторецепторных системах
Результаты этапа: В 2016 году получен ряд новых данных, касающихся механизмов мембранной ассоциации и специфики регуляторной активности фоторецепторного NCS1. Сконструированы, выделены и структурно охарактеризованы новые N-концевые мутанты NCS1, с использованием которых подтверждено, что эффективность взаимодействия белка с фоторецепторными мембранами существенно снижается в случае инверсии положительного заряда аминокислотных остатков 3, 7 и 9 его полипептидной цепи. В частности, одновременная замена остатков лизина в этих положениях на остатки глутаминовой кислоты практически полностью блокирует указанное взаимодействие. При этом сродство NCS1 к индивидуальным фосфолипидам мембраны является чувствительным к величине и положению их отрицательного заряда. Так, максимальное связывание обнаружено в случае монослоя, содержащего PtdIns(4)P и PtdIns(4,5)P2, а замена N-концевых остатков лизина белка подавляет это связывание. Полученные данные впервые указывают на ключевую роль электростатических взаимодействий между N-концевыми остатками NCS1 и заряженными группами фосфолипидов, что может обуславливать селективность мембранной локализации и, как следствие, специфику функционирования белка. Впервые продемонстрировано, что взаимодействие NCS1 с цитоплазматичесикм доменом интегрального мембранного белка кавеолина-1 необходимо не только для позиционирования NCS1 в составе мембранных рафт-структур, но и имеет регуляторный характер, поскольку полностью подавляет его активность в отсутствие Са2+. В дополнение к найденным ранее Са2+-независимым потенциальным мишеням фоторецепторного NCS1, идентифицирован ряд белков сетчатки, способных связываться с ним Са2+-зависимым образом, среди которых аррестин, реиноидсвязывающий белок IRBP и тубулин бета 2А. Установлено, что среди 13-ти выявленных потенциальных мишеней только рековерин, аррестин, родопсинкиназа, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа и тубулин бета 2А могут являться сигнальными партерами фоторецепторного NCS1, поскольку обладают совместной с ним локализацией в наружных сегментах фоторецепторов. Однако стабильный комплекс с NCS1 зафиксирован только в случае аррестина (Кd=2,45±0,47 мкM), а также двух ферментов – родопсинкиназы и глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (Kd=3,01±1,17 мкM), причем активность последних ингибируется под действием NCS1 Са2+-зависимым образом. В дополнение к этим данным, в 2016 году выявлены новые структурные и функциональные свойства NCS1, которые могу реализоваться не только в зрительных нейронах, но и в клетках ЦНС в целом, а также при развитии различных патологических состояний фоторецепторной и нервной систем. Так, по результатам анализа генома Bos taurus (опубликован в 2016 году) получены дополнительные подтверждения существования клетках мозга этого вида новой изоформы NCS1 с альтернативной структурой N-концевого участка, фрагмент которого был обнаружен нами на предыдущем этапе проекта. Кроме того, впервые показана возможность высокоаффинного взаимодействия NCS1 с универсальным Cа2+-сенсором кальмодулином (Kd=10,5±4,0 мкM) и гематопоэтическим цитокином интерлейкином-11 (Kd=10,2±0,05 мкM). Высказаны предположения, касающиеся физиологической роли всех выявленных взаимодействий.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Нейрональный кальциевый сенсор 1 (NCS1) в нормальной и патологической фоторецепторных системах
Результаты этапа: Охарактеризованы изоформный состав, локализация, мишени и механизмы регуляции Са2+-сенсорного белка NCS1 в нормальной и патологической фоторецепторных системах. Показано, что, несмотря на различия транскриптов NCS1 у разных видов животных, соответствующие продукты трансляции будут совпадать и являются идентичными NCS1 человека. При анализе протеома одного из животных обнаружена N-концевая сплайс-изоформа NCS1, однако исследования статистически значимого количества особей экспрессию указанной формы не подтвердили. Установлено, что в сетчатке NCS1 локализуется в слое ганглиозных клеток, наружном и внутреннем плексиформных слоях, а также в слое фоторецепторов. Впервые показано присутствие белка в наружных сегментах фоторецепторов, что подтверждено в результате анализа их изолированных препаратов. Показана свето/Са2+-зависимость внутриклеточной локализации фоторецепторного NCS1, который в темноте (высокий Са2+) равномерно распределен на мембранах наружных сегментов, в то время как на свету (низкий Са2+) аккумулируется в мембранных рафт-структурах. Последнее обеспечивается за счет высокоаффинного взаимодействия NCS1 с интегральным белком кавеолином-1, которое реализуется в условиях низкого Са2+ и имеет регуляторный характер, поскольку подавляет активность NCS1 в отношении GRK-киназ. Показано, что NCS1 способен взаимодействовать с фоторецепторными мембранами. Установлено, что профиль и Са2+-зависимость ассоциации NCS1 с клеточными мембранами определяется зарядом фосфолипидов, входящих в их состав, среди которых наиболее предпочтительными являются PI(4)P и PI(4,5)P2. Подобная селективность определяется наличием и положением N-концевых остатков лизина NCS1 (в особенности, К3), которые образуют электростатические контакты с заряженными группами фосфолипидов. Выявлен и идентифицирован ряд Са2+-зависимых и Са2+-независимых потенциальных мишеней NCS1 в сетчатке, среди которых тубулин бета 2А, аррестин, GRK1 и GAPD могут являться партерами фоторецепторного NCS1, поскольку обладают совместной с ним локализацией в наружных сегментах фоторецепторов и образуют стабильные (Кd микромолярного порядка) комплексы в этим белком in vitro. При этом NCS1 оказывает Са2+-зависимые эффекты на активность GRK1 и GAPD, а также на полимеризацию тубулина и мембранную ассоциацию аррестина. Показана возможность взаимодействия NCS1 с кальмодулином, однако взаимодействие не является высокоспецифичным и не модулирует активность обоих белков. Впервые продемонстрирована редокс-чувствительность NCS1 in vivo. Так, в условиях светоиндуцируемого окислительного стресса, ассоциированного с повреждением фоторецепторов, образуются окисленные формы этого белка по остатку C38, а также снижается его общее содержание в сетчатке. Окисление NCS1 усиливает его активность в отношении GRK-киназ, что может указывать на наличие редокс-регуляции этого белка. Наконец, впервые показана и структурно охарактеризована способность NCS1 координировать Zn2+ (3 иона, Кd наномолярного порядка). Связывание Zn2+ не сказывается на регуляторной активности, однако стабилизирует бескальциевую форму белка. При этом избыток свободного Zn2+, который, как известно, образуется в условиях окислительного стресса клеток, вызывает агрегацию NCS1, что, в совокупности с выявленной редокс-чувствительностью этого белка, может вносить вклад в патогенез нейроофтальмологических и неврологических заболеваний.

Сетчатка

Сетчатка является внутренней чувствительной оболочкой глаза, которая выстилает полость глазного яблока изнутри и выполняет функции восприятия световых и цветовых сигналов, их первичной обработки и трансформации в нервное возбуждение.

В сетчатке выделяют две функционально различные части – зрительную (оптическую) и слепую (ресничную). Зрительная часть сетчатой оболочки глаза – это большая часть сетчатки, которая свободно прилегает к сосудистой оболочке и прикрепляется к подлежащим тканям только в области диска зрительного нерва и у зубчатой линии. Свободнолежащая часть сетчатки, непосредственно соприкасающаяся с сосудистой оболочкой, удерживается за счет давления, создаваемого стекловидным телом, а также за счет тонких связей пигментного эпителия. Ресничная часть сетчатки покрывает заднюю поверхность ресничного тела и радужки, доходя до зрачкового края.

Наружная часть сетчатки называется пигментной, внутренняя – светочувствительной (нервной) частью. Сетчатка состоит из 10 слоев, в состав которых входят разные типы клеток. Сетчатка на срезе представлена в виде трех радиально расположенных нейронов (нервных клеток): наружного – фоторецепторного, среднего – ассоциативного, и внутреннего – ганглионарного. Между этими нейронами располагаются т. н. плексиформные (от лат. plexus — сплетение) слои сетчатой оболочки, представленные отростками нервных клеток (фоторецепторов, биполярных и ганглиозных нейронов), аксонами и дендритами. Аксоны проводят нервный импульс от тела данной нервной клетки к другим нейронам или иннервируемым органам и тканям, дендриты же проводят нервные импульсы в обратном направлении — к телу нервной клетки. Помимо этого в сетчатке расположены интернейроны, представленные амакриновыми и горизонтальными клетками.

 

Слои сетчатки

Сетчатка имеет 10 слоев:

1. Первый слой сетчатки – это пигментный эпителий, который прилежит непосредственно к мембране Бруха сосудистой оболочки глаза. Его клетки окружают фоторецепторы (колбочки и палочки), частично заходя между ними в виде пальцевидных выпячиваний, благодаря чему площадь контакта между слоями увеличивается. Под действием света включения пигмента перемещаются из тела пигментных клеток к их отросткам, что предотвращает рассеивание света между соседними фоторецепторными клетками (колбочками или палочками). Клетки этого слоя фагоцитируют отторгающиеся сегменты фоторецепторов, а также обеспечивают доставку кислорода, солей, метаболитов от хориоидеи к фоторецепторам и в обратном направлении, тем самым регулируя баланс электролитов в сетчатке и определяя ее биоэлектрическую активность и степень антиоксидантной защиты. Клетки пигментного эпителия удаляют жидкость из субретинального пространства, способствуют максимально плотному прилеганию зрительной сетчатки к сосудистой оболочке глаза, принимают участия в процессах рубцевания при заживлении очага воспаления.

2. Второй слой сетчатки представлен наружными сегментами светочувствительных клеток, колбочек и палочек – специализированных высокодифференцированных нервных клеток. Колбочки и палочки имеют цилиндрическую форму, в которой различают наружный сегмент, внутренний сегмент, а также пресинаптическое окончание, к которому подходят нервные отростки (дендриты) горизонтальных и биполярных клеток. Строение палочек и колбочек различно: наружный сегмент палочек представлен в виде тонкого палочкоподобного цилиндра, содержащего зрительный пигмент родопсин, в то время как наружный сегмент колбочек конически расширен, он короче и толще, чем у палочек, и содержит зрительный пигмент иодопсин.

Наружный сегмент фоторецепторов имеет важное значение: именно здесь происходят сложные фотохимические процессы, в ходе которых происходит первичная трансформация энергии света в физиологическое возбуждение. Функциональное назначение колбочек и палочек также различно: колбочки отвечают за цветоощущение и центральное зрение, обеспечивают периферическое зрение в условиях высокой освещенности; палочки обеспечивают зрение в условиях низкой освещенности (сумеречное зрение). В темноте периферическое зрение обеспечивается совместными усилиями колбочек и палочек.

3. Третий слой сетчатки представлен наружной пограничной мембраной, или окончатой мембраной Верхофа, это так называемая полоса межклеточных сцеплений. Сквозь эту мембрану в субретинальное пространство проходят наружные сегменты колбочек и палочек.

4. Четвертый слой сетчатки называется наружным ядерным слоем, поскольку образован ядрами колбочек и палочек.

5. Пятый слой – наружный плексиформный слой, его также называют сетчатым слоем, он отделяет наружный ядерный слой от внутреннего.

6. Шестой слой сетчатой оболочки – это внутренний ядерный слой, он представлен ядрами нейронов второго порядка (биполярных клеток), а также ядрами горизонтальных, амакриновых и мюллеровских клеток.

7. Седьмой слой сетчатки – внутренний плексиформный слой, он состоит из клубка переплетенных отростков нервных клеток и отделяет внутренний ядерный слой от слоя ганглиозных клеток. Седьмой слой разделяет внутреннюю сосудистую часть сетчатой оболочки и наружную бессосудистую, которая всецело зависит от поступления кислорода и питательных веществ из прилежащей сосудистой оболочки.

8. Восьмой слой сетчатки образован нейронами второго порядка (ганглиозными клетками), по направлению от центральной ямки к периферии его толщина отчетливо уменьшается: непосредственно в области вокруг ямки данный слой представлен как минимум пятью рядами ганглиозных клеток, к периферии число рядов нейронов постепенно уменьшается.

9. Девятый слой сетчатки представлен аксонами ганглиозных клеток (нейронов второго порядка), которые образуют зрительный нерв.

10. Десятый слой сетчатки – последний, он покрывает поверхность сетчатой оболочки изнутри и представляет собой внутреннюю пограничную мембрану. Это основная мембрана сетчатки, образованная основаниями нервных отростков клеток Мюллера (нейроглиальных клеток).

Клетки Мюллера представляют собой гигантские высокоспециализированные, которые проходят чрез все слои сетчатой оболочки, выполняя изолирующую и опорную функции. Клетки Мюллера принимают участие в генерировании биоэлектрических электрических импульсов, активно транспортируя метаболиты. Мюллеровские клетки заполняют узкие щели между нервными клетками сетчатки и разделяют их рецептивные поверхности.

Палочковый путь проведения нервного импульса представлен палочковым фоторецептором, биполярными и ганглиозными клетками, амакриновыми клетками нескольких видов (промежуточными нейронами). Палочковые фоторецепторы контактируют только с биполярными клетками, которые под действием света деполяризуются.

Колбочковый путь проведения нервных импульсов характеризуется тем, что уже в пятом слое (наружный плексиформный слой) синапсы колбочек связывают их с биполярными нейронами различных типов, образуя как световой, так и темновой путь проведения импульса. Благодаря этому колбочки макулярной области формируют каналы контрастной чувствительности. По мере удаления от области макулы количество фоторецепторов, соединенных с множеством биполярных клеток, уменьшается, в то же время число биполярных нейронов, соединенных с одной биполярной клеткой, увеличивается.

Световой импульс активирует превращение зрительного пигмента, запуская возникновение рецепторного потенциала, который распространяется вдоль аксона к синапсу, где вызывает выделение нейромедиатора. Этот процесс приводит к возбуждению нейронов сетчатки, которые осуществляют первичную обработку зрительной информации. Далее эта информация предается по зрительному нерву в зрительные центры головного мозга.

В процессе передачи нервного возбуждения по нейронам сетчатки важное значение имеют соединения из группы эндогенных трансмиттеров, к которым относятся аспартат (специфичен для палочек), глутамат, ацетилхолин (является трансмиттером амакриновых клеток), допамин, мелатонин (синтезируется в фоторецепторах), глицин, серотонин. Ацетилхолин является трансмиттером возбуждения, а гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – торможения, оба эти соединения содержатся в амакриновых клетках. Тонкий баланс указанных веществ обеспечивает функционирование сетчатки, а нарушение такового может приводить к развитию различных патологий сетчатки (пигментный ретинит, лекарственная ретинопатия и т.п.)

ОРГАНЫ ЧУВСТВ — ГИСТОЛОГИЯ — УХО — ОРГАН СЛУХА — ГЛАЗ — ОРГАНЫ РАВНОВЕСИЯ — ОРГАН ОБОНЯНИЯ — ВКУСОВЫЕ ЛУКОВИЦЫ



ОРГАНЫ ЧУВСТВ — ГИСТОЛОГИЯ — УХО — ОРГАН СЛУХА — ГЛАЗ — ОРГАНЫ РАВНОВЕСИЯ — ОРГАН ОБОНЯНИЯ — ВКУСОВЫЕ ЛУКОВИЦЫ — ОРГАНЫ ОСЯЗАНИЯ

ГИСТОЛОГИЯ В ТАБЛИЦАХ И СХЕМАХ

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

ГЛАЗ

ГЛАЗ — состоит из нескольких оболочек:

  • (снаружи) склера, на переднем полюсе вместо склеры — роговица
  • сосудистая оболочка, специальными связками к одной из частей сосудистой оболочки прикрепляется хрусталик
  • сетчатка
  • стекловидное тело

СКЛЕРА плотная волокнистая оформленная соединительная ткань

РОГОВИЦА состоит из 5 слоев:

  1. (снаружи) передний эпителий (многослойный плоский неороговевающий)
  2. передняя пограничная мембрана (Боуменова мембрана)
  3. собственное вещество роговицы
  4. задняя пограничная мембрана (Десцеметова мембрана)
  5. задний эпителий (однослойный плоский)

в роговице нет сосудов, много свободных нервных окончаний

ХРУСТАЛИК представляет собой двояковыпуклую линзу, состоит из следующих образований:

    • передний эпителий (однослойный плоский)
    • хрусталиковые волокна (вытянутые остатки клеток хрусталика, полностью
      пропитанные белком кристаллином
    • тончайшая соединительнотканная капсула
  • клетки переднего эпителия делятся в области экватора, затем перестают
    делиться, вытягиваются, синтезируют белок кристаллин, который полностью
    пропитывает клетку (хрусталиковое волокно)
  • в хрусталике нет сосудов
  • хрусталик лишен сферической и хроматической аберраций
  • хрусталик обладает упругостью и под действием внешних сил может изменять свою кривизну

СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО — вязкая желеобразная жидкость, состоит из белка витреина и гликозаминогликана — гиалуроновой кислоты

СОСУДИСТАЯ ОБОЛОЧКА состоит из собственно сосудистой оболочки, радужной оболочки и реснитчатого тела

собственно сосудистая оболочка

  • надсосудистая пластинка
  • сосудистая пластинка
  • хориокапиллярная пластинка
  • базальная пластинка

радужная оболочка

  • передний эпителий (однослойный плоский)
  • наружный пограничный слой
  • сосудистый слой — содержит сосуды, соединительную ткань и мышцы суживающую и расширяющую зрачок
  • внутренний пограничный слой
  • пигментный слой

реснитчатое тело (цилиарное тело)

  • цилиарная корона — в цилиарной короне и цилиарном кольце располагается цилиарная мышца
  • цилиарное кольцо
  • цилиарные отростки — покрыты двухслойным эпителием; внутренний слой
    клеток без пигмента, наружный — содержит много пигмента; к цилиарным
    отросткам прикрепляется связка хрусталика (циннова связка)

СЕТЧАТКА

состоит из 8 слоев, в каждом их которых располагаются определенные
клетки и их отростки:

1 пигментный эпителий пигментный эпителий сетчатки
2 слой палочек и колбочек наружные сегменты палочек и колбочек
3 наружный ядерный слой ядросодержащие части палочек и колбочек
4 наружный сетчатый слой центральные отростки фоторецепторных клеток и отростки ассоциативных нейронов
5 внутренний ядерный слой перикарионы ассоциативных нейронов
6 внутренний сетчатый слой отростки ассоциативных и ганглиозных нейронов
7 ганглионарный слой перикарионы ганглиозных клеток
8 слой нервных волокон аксоны ганглиозных клеток
наружная пограничная мембрана — располагается между слоем палочек и колбочек и наружным ядерным слоем, образована переплетением отростков нейроглиальных клеток сетчатки, фиксирует расположение фоторецепторных и ассоциатиных нейронов
внутренняя пограничная мембрана — располагается между слоем нервных волокон и стекловидным телом, образована плотным прилеганием отростков нейроглиальных клеток друг к другу, отделяет сетчатку от стекловидного тела
желтое пятно — место наилучшего видения, есть только фоторецепторные клетки, в основном — колбочки, а другие слои как бы раздвинуты
слепое пятно — место выхода зрительного нерва

НЕЙРОНЫ СЕТЧАТКИ:

  • фоторецепторные клетки — палочки и колбочки
  • ассоциативные нейроны — биполярные нейроны, амакриновые нейроны, горизонтальные нейроны
  • ганглиозные нейроны

КАМЕРЫ ГЛАЗА — передняя и задняя

  • ПЕРЕДНЯЯ КАМЕРА ГЛАЗА имеет следующие границы:
    передняя — задняя поверхность роговицы
    задняя — передняя поверхность радужной оболочки
  • ЗАДНЯЯ КАМЕРА ГЛАЗА имеет следующие границы:
    передняя — задняя поверхность радужной оболочки
    задняя — передняя поверхность хрусталика и связка хрусталика
  • камеры сообщаются между собой через зрачок
  • в камерах находится внутрикамерная жидкость, которая вырабатывается
    отростками цилиарного тела, а оттекает в венозный синус, находящийся в
    передней камере глаза в области соединения роговицы и склеры

АККОМОДАЦИЯ — приспосабливание глаза для рассматривания предметов вблизи и вдали,
при этом происходит изменение кривизны хрусталика

  • при сокращении цилиарной мышцы связка хрусталика расслабляется
    и хрусталик вследствие своей упругости становится более выпуклым (смотрим вблизи)
  • при расслаблении цилиарной мышцы связка хрусталика натягивается
    и хрусталик становится более плоским (смотрим вдаль)
  • при слабой освещенности зрачок расширяется за счет сокращения мышцы, расширяющей зрачок, и расслабления мышцы, суживающей зрачок; при высокой освещенности — все наоборот

© A Gunin; [email protected]

МОЗГ СОВЕРШЕННО ВНИЗ

Каждый
нейронов в различных
слои сетчатки «покрывают» область
в вашем поле зрения. Эта область в космосе, где
наличие соответствующего стимула изменит
активность этого нейрона называется рецептивной
поле
этого нейрона.

Рецептивное поле одиночной фоторецепторной клетки, для
Например, можно сказать, что он ограничен крошечным пятном
свет в пределах вашего поля зрения, который соответствует
к точному местоположению этого фоторецептора на вашей сетчатке.Но в каждом последующем слое сетчатки рецептивный
поля становятся все более сложными, и они становятся даже
более сложный, когда речь идет о нейронах зрительного
кора.

Вот пример такой сложности. Восприимчивый
поля биполярных клеток имеют округлую форму. Но центр
и окружающая область каждого круга работают противоположно
пути: луч света, попадающий в центр поля
имеет эффект, противоположный тому, который попадает в область
окружающий его (известный как «окружение»).

На самом деле существует два типа биполярных клеток, различающих
кстати, они реагируют на свет в центрах своего
рецептивные поля. Они называются ячейками ON-центра и
Нецентральные ячейки.

Если световой раздражитель приложен к центру биполярного
рецептивное поле клеток имеет возбуждающее
воздействие на эту клетку, в результате чего она становится деполяризованной,
это ячейка ON-center.Луч света, который падает
только на окружении, однако, будет противоположное
действие на такую ​​клетку, тормозящее (гиперполяризующее)
Это.

Другой вид биполярных ячеек, внецентровых ячеек,
отображать в точности обратное поведение: свет на
центр поля имеет тормозной (гиперполяризующий)
эффект, в то время как свет вокруг имеет возбуждающий
(деполяризующий) эффект.

Реконструкция сетчатки

Необычная проводка

Сетчатка представляет собой тонкий слой светочувствительной ткани в задней части глаза. Эта сложная структура необходима для зрения.

Клеточная схема

В сетчатке пять типов нейронов — фоторецепторы, биполярные клетки, ганглиозные клетки сетчатки, горизонтальные клетки и амакриновые клетки — соединены вместе, образуя одну из самых сложных печатных плат в природе. Когда свет попадает на сетчатку, он стимулирует фоторецепторы, создавая электрический сигнал, который передается через другие нейроны сетчатки к зрительному нерву, а затем в мозг.

Кредит: Алисдер Макдональд

1. Фоторецепторы В глазу есть два основных типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки обеспечивают зрение при плохом освещении, а колбочки отвечают за цветовое зрение. Фоторецепторы преобразуют свет в электрические сигналы, которые проходят через другие нейроны сетчатки и достигают зрительного нерва.

2. Биполярная ячейка Отвечает за передачу сигналов от фоторецепторов к ганглиозной ячейке сетчатки.

3. Ганглиозная клетка сетчатки Передает сигналы от биполярных и амакриновых клеток в мозг через длинные выступы, называемые аксонами, которые образуют зрительный нерв.

4. Горизонтальная ячейка Регулирует сигнал, исходящий от нескольких стержней и колбочек.

5. Амакринная клетка Охватывает несколько биполярных клеток для регулирования сигналов, направленных на ганглиозные клетки сетчатки. На данный момент идентифицировано около 30 подтипов.

6. Пигментный эпителий сетчатки (ППЭ) Слой эпителиальных клеток, расположенный под фоторецепторами.Он образует барьер для кровеносных сосудов в сосудистой оболочке и удаляет вредные вещества, которые выделяются фоторецепторами в ответ на свет.

Распространенный недостаток

Дегенеративные заболевания сетчатки поражают сотни миллионов людей во всем мире. Наиболее частым из таких состояний является возрастная дегенерация желтого пятна (AMD).

Кредит: Алисдер Макдональд

1. AMD вызывается накоплением жировых отложений, известных как drusen, между RPE и сосудистой оболочкой.Причина неясна, но считается, что побочные продукты фоторецепторов вносят свой вклад.

2. Эти отложения постепенно увеличиваются в размерах и количестве, что приводит к все более искаженному зрению.

3. При поздней стадии AMD нарушается RPE, что приводит к гибели фоторецепторов и потере центрального зрения.

4. В 10–15% случаев развивается форма, известная как влажная AMD 1 , при которой кровеносные сосуды проникают в сетчатку и пропускают жидкость, что приводит к быстрому ухудшению зрения.

Контроль повреждений

Не было одобрено лечение ранней стадии AMD, но препараты, ингибирующие образование кровеносных сосудов, могут замедлить прогрессирование влажной AMD.

Fresh eyes

За последнее десятилетие усовершенствования методов культивирования или дифференциации стволовых клеток увеличили возможность использования методов лечения стволовыми клетками для лечения дегенеративных заболеваний сетчатки, таких как AMD.

Стволовые клетки могут быть получены из эмбриона на стадии бластоцисты.В качестве альтернативы взрослые клетки, такие как фибробласты, можно перепрограммировать, чтобы они вели себя как стволовые клетки.

Кредит: Алисдер Макдональд

Такие стволовые клетки обладают потенциалом к ​​неограниченному делению и могут дать начало клеткам любого типа, которые необходимы для регенерации сетчатки.

Кредит: Алисдер Макдональд

При продвинутой AMD дисфункция RPE является основной причиной ухудшения зрения. В настоящее время проводятся клинические испытания по замене поврежденного РПЭ здоровыми пигментными эпителиальными клетками сетчатки, выращенными из стволовых клеток.

На данный момент исследователи протестировали два способа доставки свежих пигментных эпителиальных клеток к поврежденной сетчатке.

Кредит: Алисдер Макдональд

A , Суспензия пигментных эпителиальных клеток сетчатки, полученных из стволовых клеток, вводится в искаженное пространство над сосудистой оболочкой. Первоначальные испытания на людях показали, что этот подход безопасен.

Однако неясно, выживут ли клетки, доставленные в суспензии, в достаточном количестве для регенерации и правильного функционирования РПЭ.

B , Лист пигментных эпителиальных клеток сетчатки толщиной в одну клетку поверх тонкого полиэфирного или коллагенового каркаса хирургическим путем имплантируется в заднюю часть глаза.

Имплантация клеток в виде листа устраняет необходимость прилипания к мембране Бруха. Клинические испытания показали, что процедура безопасна, и некоторые реципиенты сообщили об улучшении зрения.

Кредит: Алисдер Макдональд

Глаза вперед

Помимо усилий по созданию клеток сетчатки из стволовых клеток, исследователи быстро продвигаются к выращиванию целой сетчатки.По мере того, как такие модели становятся более сложными, отражая не только ряд типов клеток, но также их организацию и функции в глазу, эти мини-сетчатки окажутся неоценимыми для моделирования заболеваний и тестирования лекарств.

2011 Эмбриональные стволовые клетки мыши демонстрируют самоорганизацию в трехмерную структуру, состоящую из слоев клеток сетчатки, которые похожи на таковые в развивающейся сетчатке. 3 .

2012 Показано, что стволовые клетки человека, полученные из эмбрионов, собираются в примитивные мини-сетчатки 4 .Полученные структуры больше и содержат больше колбочек, чем те, что были получены из клеток мыши в 2011 году.

2014 Созданы человеческие мини-сетчатки, содержащие все основные типы клеток сетчатки с правильным расположением слоев 5 . Хотя фоторецепторы еще не созрели, некоторые слабо реагируют на свет.

2016 В мини-сетчатках воссозданы наследственные болезни Врожденный амавроз Лебера 6 и пигментный ретинит 7 . Модели позволяют по-новому взглянуть на эти состояния сетчатки.

2017 В апреле исследователи создают относительно зрелые мини-сетчатки 8 . Слои клеток хорошо организованы, а фоторецепторы развиты на высоком уровне и способны формировать функциональные синапсы.

В августе Национальный центр улучшения замещения и сокращения животных в исследованиях Великобритании присуждает компании NewCells Biotech в Ньюкасле, Великобритания, 1 миллион фунтов стерлингов (1,27 миллиона долларов США) на разработку мини-сетчатки для использования при скрининге лекарств.

2018 Национальный институт глаз США запускает конкурсный фонд в размере 1 млн долларов США для развития мини-сетчатки.

Самовосстановление

Сетчатка человека содержит популяцию спящих стволовых клеток. У некоторых животных, включая рыбок данио, аналогичная популяция стволовых клеток активируется в ответ на травму и может регенерировать все типы клеток сетчатки для восстановления зрения. По мере того как исследователи начинают лучше понимать процесс восстановления, мини-сетчатка должна позволить им исследовать, можно ли уговорить человеческий глаз снова отрастить ткань сетчатки.

Кредит: Алисдер Макдональд

Фоторецепторы — обзор | Темы ScienceDirect

15.2.2 Устойчивый динамический диапазон

Наука о зрении исследовала SSDR HVS с помощью экспериментов со вспышками, отношения сигнал-шум фоторецепторов и оценки обесцвечивания, а также исследований психофизических исследований (Baylor et al., 1974; Davson, 1990; Kunkel). и Рейнхард, 2010; Валетон и ван Норрен, 1983). Термин «устойчивое состояние» определяет очень короткий временной интервал, который обычно намного меньше 500 мс, потому что есть некоторые относительно быстрые компоненты световой адаптации.

Самое раннее воздействие на SSDR вызвано оптическими свойствами глаза: до того, как свет преобразуется в нервные импульсы фоторецепторами сетчатки и, в частности, ямкой, он попадает в HVS на роговице, а затем продолжает переноситься через несколько оптических элементов глаза, таких как водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело.Это связано с изменением показателей преломления и пропускания, что, в свою очередь, приводит к процессам поглощения и рассеяния (Hubel, 1995; Wandell, 1995).

На уровне фоторецепторов нелинейная функция отклика колбочек может быть описана уравнением Нака-Раштона (Naka and Rushton, 1966; Peirce, 2007), которое было разработано на основе измерений на сетчатке рыб. Это, в свою очередь, было смоделировано на основе уравнения Михаэлиса-Ментен (Michaelis and Menten, 1913) для кинетики ферментов, что привело к сигмоидальной функции ответа для фоторецепторов, которая может быть описана как

VVmax = LnLn + σn ,

, где V — характеристика сигнала, Vmax — максимальная характеристика сигнала, L — входная яркость, σ — константа полунасыщения, а показатель степени n влияет на крутизну наклона сигмоидального сигнала. функция. 6 Позже было обнаружено, что он также описывает поведение многих других фоторецепторов животных, в том числе обезьян и людей. Более поздняя работа (Normann and Baxter, 1983) разработала параметр σ в знаменателе на основе функции рассеяния точки глаза и движений глаз и использовала модель для соответствия результатам различных психофизических экспериментов по обнаружению дисков. Одним из следствий стало более глубокое понимание того, что состояние световой адаптации варьируется локально на сетчатке, хотя и ниже разрешения массива колбочек.

Было обнаружено, что SSDR составляет от 3 до 4 Ом в экспериментах по обнаружению мерцания и вспышки с использованием дисковых стимулов (Valeton and van Norren, 1983). Использование более тщательного психофизического исследования с использованием решеток Габора, которые считаются наиболее детектируемыми стимулами (Watson et al., 1983), и использование шумового поля 1/ f для интерстимульного интервала, чтобы помочь приспособиться к экрану дисплея. поверхность, а также статистика совпадающих изображений, Кункель и Рейнхард (2010) определили SSDR равным 3.6 Ом для стимулов, предъявляемых в течение 200 мс (от начала до смещения). На рис. 15.3 показаны контрольные точки, использованные для определения SSDR, а также изображение стимула и фона. Основное предположение состоит в том, что контраст решетки Габора образует постоянный интервал яркости. Когда этот интервал сдвигается от константы полунасыщения (в сторону более светлого или темного на оси x ), он остается постоянным на логарифмической оси яркости (Δ L 1 = Δ L 2 ).Однако относительный интервал отклика конуса (ось y ) уменьшается из-за сигмоидального характера функции, что приводит к Δ V 1 > Δ V 2 . Порог динамического диапазона находится в точке, где HVS не может различить изменения амплитуды паттерна Габора.

Рисунок 15.3. Полезная обнаруживаемость особенностей изображения (здесь решетка Габора). (A) Обнаруживаемость на основе реакции конуса; (B) Ахроматическая решетка Габора с фоновой диаграммой направленности 1/ f .Обратите внимание, что контраст решетки увеличен для иллюстрации. После Кункеля и Рейнхарда (2010).

Теперь мы установили, что SSDR определяет типичную нижнюю границу динамического диапазона HVS, в то время как адаптивные процессы могут расширять воспринимаемый динамический диапазон с 10 −6 до 10 8 , хотя и не одновременно.

Однако еще один результат эксперимента Кункеля и Рейнхарда (2010) заключается в том, что SSDR также зависит от длительности стимула, что показано на рис.15.4. Самая короткая продолжительность может пониматься как определение физиологического SDDR, а увеличение SSDR (т. Е. Более низкая яркость идет ниже, а более высокая яркость становится выше, что дает увеличенный ощутимый динамический диапазон) с большей продолжительностью указывает на то, что происходит быстрая временная световая адаптация. в зрительной системе.

Рисунок 15.4. Динамический диапазон увеличивается в зависимости от продолжительности отображения стимула. После Кункеля и Рейнхарда (2010).

Иногда SSDR неверно интерпретируется как то, что необходимо для представления одного изображения, но при этом игнорируется тот факт, что сетчатка может иметь различные состояния адаптации (локальная адаптация) в зависимости от положения и, следовательно, как функция от просматриваемая область изображения.Это означает, что угол наклона глаза для фокусировки на определенной области изображения приведет к тому, что разные части сетчатки будут находиться в разных состояниях световой адаптации, зависящих от изображения. Или, когда вы используете движения глаз, чтобы сосредоточиться на разных частях изображения, адаптация изменится, несмотря на то, что изображение статично. В случае видео может произойти еще больше вариаций световой адаптации, поскольку средние уровни сцен могут существенно измениться, и сетчатка будет адаптироваться соответственно. Следовательно, необходимый динамический диапазон находится где-то между SSDR и динамическим диапазоном долгосрочной адаптации.

Наше интересное приложение — просмотр мультимедиа, а не медицинские или научные приложения для визуализации. Хотя это может включать в себя контент, начиная от серьезных новостей и документальных фильмов до кинематографических фильмов, мы называем это «динамическим диапазоном развлечений» (EDR). Кроме того, эти приложения требуют определенного уровня осознания затрат, что менее актуально в научных приложениях для отображения. Приложения для видео и движущихся изображений, использующие EDR, вряд ли позволят полностью реализовать процессы адаптации из-за стоимости и, скорее всего, не потребуют их выполнения.Таким образом, использование динамического диапазона 14 log 10 , который охватывает полную долговременную световую адаптацию, нереально. Тем не менее, у них действительно есть сильные временные аспекты, в которых яркость адаптации колеблется.

Чтобы проиллюстрировать необходимость того, чтобы EDR был больше, чем SSDR, на рис. 15.5 сравниваются обычные ситуации просмотра (один или несколько зрителей) с настройками просмотра в кинотеатре или дома, которые направлены на адаптацию. В этом примере показанное неподвижное изображение можно рассматривать как кадр в последовательности фильма.Темный переулок доминирует над областью изображения, но вдали от него есть яркая область, так как переулок выходит на более широкую улицу. В зависимости от того, куда может смотреть зритель, общий уровень адаптации будет разным. На фиг. 15.5A, показывающей одного зрителя, зритель может смотреть из интересующей области 1 в область 2 в ходе сцены, и световая адаптация этого зрителя будет соответственно меняться от более низкого состояния к более высокому состоянию световой адаптации. Таким образом, использование SSDR приведет к недооценке необходимости динамического диапазона этого изображения, потому что произойдет некоторая временная световая адаптация, тем самым расширив необходимый динамический диапазон.Теоретически можно спроектировать систему с айтрекером, чтобы определять, куда смотрит зритель в любой момент времени, и оценивать уровень световой адаптации, комбинируя положение трекера с известными значениями пикселей изображения. Теоретически отсюда можно определить результирующий SSDR зрителя.

Рисунок 15.5. SSDR недостаточно в реальных приложениях, таких как EDR. (A) Одиночные зрители; (B) Несколько зрителей.

Однако на изображении на рис. 15.5B показано несколько зрителей, каждый из которых смотрит на разные области.Для каждого зрителя будут возникать разные состояния световой адаптации, и, следовательно, нельзя использовать один SSDR. Даже использование айтрекеров не позволит использовать в этом случае один SSDR. Увеличение числа зрителей, конечно, усугубит эту проблему, и это распространенный сценарий. Следовательно, применимый динамический диапазон для приложений динамической / временной визуализации (например, EDR) находится между SSDR и долгосрочным динамическим диапазоном, который HVS способен воспринимать посредством адаптивных процессов.

Одним из подходов к определению верхнего предела МЭД может быть определение уровней освещенности, при которых возникает фототоксичность (общие концепции хорошо резюмированы в Youssef et al.(2011). Специальное инженерное исследование фототоксичности (Pattanaik et al., 1998) было проведено для изучения опасности синего света белых светодиодов. Последнее является проблемой, потому что зрительная система не имеет сильного рефлекса «взгляда в сторону» на коротковолновые спектральные области белых светодиодов (потому что они состоят из сильного синего светодиода с желтым люминофором). Результаты показывают, что эффекты фототоксичности проявляются при 160 000 кд / м 2 и выше. Другой фактор, который следует учитывать для верхнего предела, — это не фактическое повреждение, а дискомфорт, который обычно понимается начиная с 30 000 кд / м 2 (Halstead, 1993).Хорошо известная снежная слепота находится между этими двумя диапазонами. Вместо использования критериев, основанных на повреждении или дискомфорте, другой подход состоит в том, чтобы основывать верхний уровень яркости на предпочтениях, связанных с факторами качества, которые были бы еще ниже, чем уровни, связанные с дискомфортом. 7

Что касается нижней части яркости, то нет никаких повреждений и, вероятно, нет проблем с дискомфортом. Однако на нижний порог яркости будет влиять минимальный уровень шума конических фоторецепторов при выходе из мезопического диапазона из-за адаптации к темноте или если медиа-контент будет способствовать адаптации к этим более низким уровням яркости (например, более продолжительная сцена с очень низким ключом).Время, необходимое для адаптации к этим более низким уровням, на самом деле происходит в средствах массовой информации. График на рис. 15.6 показывает, что требуется около 6–8 минут адаптации к темноте, чтобы задействовать стержни, начиная с более высокой начальной точки яркости (Riggs, 1971).

Рисунок 15.6. Ход темновой адаптации. По Риггсу (1971).

Фоторецептор — обзор | ScienceDirect Topics

9.2.2 Сборка и обслуживание фоторецепторной ленты

Фоторецепторные ленточные синапсы содержат уникальный структурный белок RIBEYE, а также белки, обнаруженные в обычных глутаматергических синапсах, таких как RIMs, Bassoon, Munc13s, Piccolo и везикулярный переносчик глутамата 1 (VGluT1) (обзор в Lagnado and Schmitz, 2015).У мышей VGluT1 появляется на синаптических окончаниях фоторецепторов колбочек уже на P2 (Johnson et al., 2003). Основные ленточные структурные белки RIBEYE и Bassoon обнаруживаются позже около P4 – P6 и продолжают накапливаться в первые 2 постнатальные недели (Dick et al., 2003; Regus-Leidig et al., 2009). RIBEYE, Bassoon, Piccolo и RIM1 вместе образуют транспортную единицу, называемую «сфера-предшественник», которая рассматривается как первый признак ленточного синаптогенеза (Regus-Leidig et al., 2009). RIBEYE необходим для структурной целостности фоторецепторных лент, поскольку нокдаун RIBEYE у рыбок данио и мышей отменяет фоторецепторные ленты (Maxeiner et al., 2016; Ван, 2005). Транспортные единицы впоследствии закрепляются и поддерживаются в активной зоне окончаний фоторецепторов за счет скоординированного действия адгезионных молекул дистрогликана (Omori et al., 2012), белков внеклеточного матрикса пикачурина (Sato et al., 2008) и ламинина (Libby et al., 2012). al., 2000), ассоциированный с лентой белок Bassoon (Dick et al., 2003) и синаптический регуляторный белок синаптоянин (Van Epps et al., 2004; Holzhausen et al., 2009). Когда эти молекулы нокаутированы у трансгенных мышей, в триаде нарушается закрепление синаптических лент или формирование инвагинации.Кроме того, палочко-специфический адгезионный белок SynCAM1 способствует созреванию стержневых фоторецепторных лент. Потеря SynCAM1 ведет к более коротким и меньшему количеству стержневых фоторецепторных лент (Ribic et al., 2014).

Транспортировка сферы-предшественника в активную зону сопровождается экспрессией медленного инактивирующего кальциевого канала L-типа Ca v 1,4 субъединицы Cacna1f в ленточных синаптических окончаниях (Regus-Leidig et al., 2009; Zabouri and Haverkamp, 2013). Cacna1f необходим для передачи сигналов кальция и устойчивой синаптической передачи в зрелом синапсе фоторецепторов у рыбок данио, мышей и сетчатки глаза человека (Chang et al., 2006; Цзя и др., 2014; Mansergh et al., 2005; Raven et al., 2008; Стром и др., 1998; Torben Bech-Hansen et al., 1998). Мутация гена Cacna1f человека вызывает врожденную стационарную куриную слепоту (Strom et al., 1998; Torben Bech-Hansen et al., 1998). Исследования сетчатки рыбок данио и мышей показывают, что рекрутирование и кластеризация этих кальциевых каналов требует RIBEYE (Lv et al., 2016; Maxeiner et al., 2016). Более того, кальциевые каналы L-типа играют активную роль в поддержании лент фоторецепторов.Потеря функциональных каналов Ca v 1,4 у мутантных мышей nob2 нарушает синаптическую локализацию фагота, изменяет паттерн экспрессии PSD95 в конце фоторецептора и нарушает инвагинацию и постсинаптическое нацеливание на дендриты горизонтальных и биполярных клеток (Mansergh et al. ., 2005; Raven et al., 2008; Забури, Хаверкамп, 2013). Ca v 1,4 мутантные мыши с повышенным притоком кальция через Ca v 1.4 канала также демонстрируют потерю синапсов фоторецепторов (Liu et al., 2013). Следовательно, экспрессия и передача сигналов Ca v 1.4 каналов критична для развития синапсов фоторецепторов.

Ямка у обезьяньих приматов, включая обезьян, человекообразных обезьян и человека, имеет самую высокую концентрацию фоторецепторов колбочек. В сетчатке макак и мартышек появление синапсов конической ленты и синаптических белков, таких как белок синаптических пузырьков SV2, в ямке предшествует появлению в периферической сетчатке (Crooks et al., 1995; Хендриксон, 1996; Хендриксон и др., 2009; Окада и др., 1994). У людей экспрессия синаптических маркеров в презумптивной фовеальной области обнаруживается на 8-10 неделях плода и увеличивается с 11-18 недель плода (Hendrickson and Zhang, 2019), задолго до формирования триады на 20-21 неделях плода. Однако Ca V 1.4, который имеет решающее значение для высвобождения глутамата фоторецептора, не экспрессируется до 22 недели плода (Hendrickson and Zhang, 2019), указывая на то, что функциональный синаптический аппарат высвобождения конусов ямки, вероятно, возникает во время середины беременности.

Функциональная компартментализация фоторецепторных нейронов

  • 1.

    Abd-El-Barr MM et al (2007) Нарушение транспорта белка фоторецептора и синаптической передачи на мышиной модели синдрома Барде-Бидла. Vis Res 47 (27): 3394–3407. https://doi.org/10.1016/j.visres.2007.09.016

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 2.

    Alpadi K et al (2008) RIBEYE привлекает Munc119, млекопитающего, ортолога белка unc119 Caenorhabditis elegans, в синаптические ленты синапсов фоторецепторов.J Biol Chem 283 (39): 26461–26467. https://doi.org/10.1074/jbc.M801625200 PMCID: PMC3258921

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 3.

    Эймс Дж. Б., Танака Т., Икура М., Страйер Л. (1995) Доказательство ядерного магнитного резонанса для Ca (2 +) — индуцированной экструзии миристоильной группы регенерина. J Biol Chem 270 (52): 30909–30913

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 4.

    Эймс Дж. Б., Порумб Т., Танака Т., Икура М., Страйер Л. (1995) Амино-концевое миристоилирование индуцирует совместное связывание кальция с восстановлением. J Biol Chem 270 (9): 4526–4533

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 5.

    Anant JS, Ong OC, Xie HY, Clarke S, O’Brien PJ, Fung BK (1992) Дифференциальное пренилирование in vivo каталитических субъединиц циклической GMP фосфодиэстеразы сетчатки. J Biol Chem 267 (2): 687–690

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 6.

    Avasthi P et al (2009). Перенос мембранных белков к внешним сегментам колбочек, но не палочек, зависит от гетеротримерного кинезина-II. J. Neurosci 29 (45): 14287–14298. https://doi.org/10.1523/jneurosci.3976-09.2009 PMCID: PMC2788486

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 7.

    Babbey CM, Bacallao RL, Dunn KW (2010) Rab10 ассоциирует с первичными ресничками и комплексом экзоцист в почечных эпителиальных клетках.Американский журнал физиологии-физиологии почек 299 (3): F495 – F506

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 8.

    Badgandi HB, Hwang SH, Shimada IS, Loriot E, Mukhopadhyay S (2017) Белки семейства Табби являются адаптерами для цилиарного транспорта интегральных мембранных белков. J Cell Biol 216 (3): 743–760

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 9.

    Бейкер С.А., Керов В. (2013) Внутренний и внешний сегменты фоторецепторов. Curr Top Membr 72 : 231–265. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417027-8.00007-6

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 10.

    Baker SA et al (2008) Внешний сегмент служит по умолчанию местом назначения для переноса мембранных белков в фоторецепторы. J Cell Biol 183 (3): 485–498. https://doi.org/10.1083/jcb.200806009.PMCID:2575789

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 11.

    Bales KL et al (2020) BB Некоторые компоненты BBS5 необходимы для транспортировки белка фоторецепторов колбочек и поддержания внешнего сегмента. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 61 (10): 17. https://doi.org/10.1167/iovs.61.10.17.PMCID:PMC7441369

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 12.

    Barnes CL, Malhotra H, Calvert PD (2021) Компартментализация сенсорных ресничек фоторецепторов. Границы клеточной биологии и развития 9 (68).https://doi.org/10.3389/fcell.2021.636737

  • 13.

    Bayley PR, Morgans CW (2007) Стержневые биполярные клетки и горизонтальные клетки образуют смещенные синаптические контакты со стержнями во внешнем ядерном слое сетчатки nob2. J Comp Neurol 500 (2): 286–298. https://doi.org/10.1002/cne.21188 PMCID: PMC4238417

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 14.

    Бейлор Д.А., Лэмб Т.Д., Яу К.В. (1979) Мембранный ток одностержневых внешних сегментов.J Physiol 288: 589–611 PMCID: 1281446

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 15.

    Berbari NF, Lewis JS, Bishop GA, Askwith CC, Mykytyn K (2008) Белки синдрома Барде-Бидла необходимы для локализации рецепторов, связанных с G-белком, в первичных ресничках. Proc Natl Acad Sci 105 (11): 4242–4246. https://doi.org/10.1073/pnas.0711027105

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 16.

    Beronja S, Laprise P, Papoulas O, Pellikka M, Sisson J, Tepass U (2005) Существенная функция Drosophila Sec6 в апикальном экзоцитозе эпителиальных фоторецепторных клеток. J Cell Biol 169 (4): 635–646

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 17.

    Besharse JC, Hollyfield JG, Rayborn ME (1977) Оборот внешних сегментов палочек фоторецепторов. II. Добавление и потеря мембраны по отношению к свету. J Cell Biol 75 (2): 507–527.https://doi.org/10.1083/jcb.75.2.507

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 18.

    Bhowmick R et al (2009) Фоторецепторные комплексы IFT, содержащие шапероны, гуанилилциклазу 1 и родопсин. Трафик 10 (6): 648–663. https://doi.org/10.1111/j.1600-0854.2009.00896.x PMCID: 2827254

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 19.

    Bielas SL et al (2009) Мутации в INPP5E, кодирующем инозитолполифосфат-5-фосфатазу E, связывают передачу сигналов фосфатидилинозитола с цилиопатиями. Нат Генет 41 (9): 1032–1036. https://doi.org/10.1038/ng.423 PMCID: PMC2746682

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 20.

    Bloomfield SA, Volgyi B (2009) Различные функциональные роли и регуляция нейронных щелевых контактов в сетчатке. Nat Rev Neurosci 10 (7): 495–506.https://doi.org/10.1038/nrn2636 PMCID: PMC3381350

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 21.

    Бретчер А., Эдвардс К., Фехон Р.Г. (2002) Белки ERM и мерлин: интеграторы в коре клеток. Nat Rev Mol Cell Biol 3 (8): 586–599. https://doi.org/10.1038/nrm882

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 22.

    Broekhuyse RM, Tolhuizen EFJ, Janssen APM, Winkens HJ (1985) Индуцированный светом сдвиг и связывание S-антигена в стержнях сетчатки.Curr Eye Res 4 (5): 613–618. https://doi.org/10.3109/02713688508999993

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 23.

    Brooks C et al (2018) Фарнезилирование гамма-субъединицы белка трансдуцина G является предпосылкой для его нацеливания на реснички в палочковидных фоторецепторах. Front Mol Neurosci 11:16. https://doi.org/10.3389/fnmol.2018.00016 PMCID: PMC5787109

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 24.

    Brown BM, Carlson BL, Zhu X, Lolley RN, Craft CM (2002) Управляемая светом транслокация комплекса протеинфосфатазы 2A регулирует световое / темное дефосфорилирование фосфуцина и родопсина. Биохимия 41 (46): 13526–13538

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 25.

    Burgoyne T et al (2015) Обновление стержневого диска происходит за счет выпячивания цилиарной плазматической мембраны, которая устанавливает основанные на кадгерине контакты с внутренним сегментом.Proc Natl Acad Sci U S A 112 (52): 15922–15927. https://doi.org/10.1073/pnas.1509285113.PMCID:PMC4702997

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 26.

    Калверт П.Д., Кленчин В.А., Боуддс М.Д. (1995) Ингибирование родопсинкиназы рекутином. Функция восстановления миристоилирования. J Biol Chem 270 (41): 24127–24129 PMCID: 7592614

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 27.

    Calvert PD et al (2006) Управляемая светом транслокация сигнальных белков в фоторецепторах позвоночных. Тенденции Cell Biol 16 (11): 560–568. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2006.09.001 PMCID: 16996267

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 28.

    Calvert PD, Schiesser WE, Pugh EN Jr (2010) Диффузия растворимого белка, фотоактивируемого GFP, через сенсорную ресничку. J Gen Physiol 135 (3): 173–196. https://doi.org/10.1085 / jgp.200

    2 PMCID: 2828910

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 29.

    Cantagrel V et al (2008) Мутации в гене ресничек ARL13B приводят к классической форме синдрома Жубера. Am J Hum Genet 83 (2): 170–179. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2008.06.023 PMCID: PMC2495072

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 30.

    Cao Y et al (2015) Механизм селективной синаптической проводки стержневых фоторецепторов в цепи сетчатки и его роль в зрении. Нейрон 87 (6): 1248–1260. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2015.09.002 PMCID: PMC4583715

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 31.

    Cao Y et al (2020) Взаимодействие между молекулами клеточной адгезии управляет синаптической связью фоторецепторов колбочек. Proc Natl Acad Sci U S A 117 (38): 23914–23924.https://doi.org/10.1073/pnas.2009940117 PMCID: PMC7519344

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 32.

    Cen O, Gorska MM, Stafford SJ, Sur S, Alam R (2003) Идентификация UNC119 как нового активатора тирозинкиназ SRC-типа. J Biol Chem 278 (10): 8837–8845. https://doi.org/10.1074/jbc.M208261200

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 33.

    Chadha A et al (2019) Маршрут зрительного рецептора родопсина вдоль реснички. J Cell Sci 132 (10). https://doi.org/10.1242/jcs.229526 PMCID: PMC6550008

  • 34.

    Chen CK, Inglese J, Lefkowitz RJ, Hurley JB (1995) Ca (2 +) — зависимое взаимодействие регенерина с родопсинкиназой. J Biol Chem 270 (30): 18060–18066

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 35.

    Chuang J-Z, Zhao Y, Sung C-H (2007) SARA-регулируемое везикулярное нацеливание лежит в основе формирования светочувствительной органеллы в палочках млекопитающих.Ячейка 130 (3): 535–547. https://doi.org/10.1016/j.cell.2007.06.030

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 36.

    Coleman DL, Eicher EM (1990) Fat (жир) и tubby (tub): две аутосомно-рецессивные мутации, вызывающие синдромы ожирения у мышей. J Hered 81 (6): 424–427. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a111019

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 37.

    Conley SM, Al-Ubaidi MR, Naash MI (2019) Роль С-конца Prph3 в морфогенезе внешнего сегмента. Adv Exp Med Biol 1185: 495–499. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27378-1_81

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 38.

    Conley SM et al (2019) Prph3 инициирует морфогенез внешнего сегмента, но созревание требует олигомеризации Prph3 / Rom1. Hum Mol Genet 28 (3): 459–475. https://doi.org/10.1093/hmg/ddy359 PMCID: PMC6337695

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 39.

    Datta P, Allamargot C, Hudson JS, Andersen EK, Bhattarai S, Drack AV, Sheffield VC, Seo S (2015) Накопление белков не внешнего сегмента во внешнем сегменте лежит в основе дегенерации фоторецепторов при синдроме Барде-Бидла. Proc Natl Acad Sci 112 (32): E4400 – E4409. https://doi.org/10.1073/pnas.1510111112

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 40.

    Де Маттеис М., Годи А., Корда Д. (2002) Фосфоинозитиды и комплекс Гольджи.Curr Opin Cell Biol 14 (4): 434–447. https://doi.org/10.1016/s0955-0674(02)00357-5

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 41.

    Deretic D, Mazelova J (2009) Анализ in vitro почкования переносчиков родопсина, нацеленных на реснички. Методы Cell Biol 94: 241–257. https://doi.org/10.1016/s0091-679x(08)94012-7

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 42.

    Deretic D, Papermaster DS (1991) Поляризованная сортировка родопсина на пост-Гольджи мембранах в фоторецепторных клетках сетчатки лягушки. J Cell Biol 113 (6): 1281–1293. https://doi.org/10.1083/jcb.113.6.1281 PMCID: PMC2289036

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 43.

    Deretic D, Wang J (2012) Молекулярные сборки, которые контролируют транспорт родопсина к ресничкам. Vis Res 75: 5–10. https://doi.org/10.1016/j.visres.2012.07.015.PMCID: 3514645

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 44.

    Deretic D et al (1998) Регулирование сортировки и перемещения родопсина после Гольджи с помощью его С-концевой последовательности QVS (A) PA. j 95 (18): 10620–10625 PMCID: 27944

    CAS

    Google ученый

  • 45.

    Deretic, D., et al., Phosphoinositides, ezrin / moesin и rac1 регулируют слияние переносчиков родопсина в фоторецепторах сетчатки . Mol Biol Cell, 2004. 15 (1): p. 359-370. https://doi.org/10.1091/mbc.e03-04-0203.PMCID:PMC307553.

  • 46.

    Deretic D, Williams AH, Ransom N, Morel V, Hargrave PA, Arendt A (2005) С-конец родопсина, место мутаций, вызывающих заболевание сетчатки, регулирует трафик путем связывания с фактором ADP-рибозилирования 4 (ARF4 ). Proc Natl Acad Sci 102 (9): 3301–3306

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 47.

    Deretic D, Lorentzen E, Fresquez T, Все аспекты комплекса нацеливания на ресничную мембрану на основе Arf4 (2019) Малые GTPases: 1–12

  • 48.

    Dilan TL et al (2018) Синдром Барде-Бидля Белок -8 (BBS8) имеет решающее значение для развития внешних сегментов фоторецепторных нейронов. Hum Mol Genet 27 (2): 283–294. https://doi.org/10.1093/hmg/ddx399 PMCID: PMC5886228

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 49.

    Dilan TL et al (2019) ARL13B, белок, ассоциированный с синдромом Жубера, имеет решающее значение для ретиногенеза и развития внешних сегментов фоторецепторов мышей. J Neurosci 39 (8): 1347–1364. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1761-18.2018 PMCID: PMC6381253

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 50.

    Ding J-D, Salinas RY, Arshavsky VY (2015) Диски палочковых фоторецепторов млекопитающих формируются через механизм мембранной эвагинации.J Cell Biol 211 (3): 495–502. https://doi.org/10.1083/jcb.201508093

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 51.

    Dizhoor AM, Ericsson LH, Johnson RS, Kumar S, Olshevskaya E, Zozulya S, Neubert TA, Stryer L, Hurley JB, Walsh KA (1992) Nh3-конец восстановленного сетчатки ацилируется небольшой семьей жирных кислот. J Biol Chem 267 (23): 16033–16036

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 52.

    Domire JS, Green JA, Lee KG, Johnson AD, Askwith CC, Mykytyn K (2011) Дофаминовый рецептор 1 локализуется в ресничках нейронов в динамическом процессе, который требует белков синдрома Барде-Бидла. Cell Mol Life Sci 68 (17): 2951–2960. https://doi.org/10.1007/s00018-010-0603-4

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 53.

    Donaldson JG (2005) Arfs, фосфоинозитиды и мембранный трафик. Biochem Soc Trans 33 (Pt 6): 1276–1278.https://doi.org/10.1042/BST20051276

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 54.

    Элиас Р.В., Сезате С.С., Цао В., МакГиннис Дж. (2004) Временная кинетика транслокации света / темноты и компартментации аррестина и альфа-трансдуцина в фоторецепторных клетках мышей. Mol Vis 10: 672–681

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 55.

    Evans RJ, Schwarz N, Nagel-Wolfrum K, Wolfrum U, Hardcastle AJ, Cheetham ME (2010) Белок RP2 пигментного ретинита связывает перицентриолярный транспорт пузырьков между Гольджи и первичной ресничкой.Hum Mol Genet 19 (7): 1358–1367. https://doi.org/10.1093/hmg/ddq012

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 56.

    Finkelstein S et al (2020) Профиль фосфоинозитидов сетчатки мыши. Ячейки 9 (6). https://doi.org/10.3390/cells

    17 PMCID: PMC7349851

  • 57.

    Fliesler SJ, Rayborn ME, Hollyfield JG (1985) Морфогенез мембран в наружных сегментах стержней сетчатки: ингибирование туникамицином. J Cell Biol 100 (2): 574–587 PMCID: PMC2113453

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 58.

    Follit JA, Tuft RA, Fogarty KE, Pazour GJ (2006) Внутрилагеллярный транспортный белок IFT20 связан с комплексом Гольджи и необходим для сборки ресничек. Mol Biol Cell 17 (9): 3781–3792. https://doi.org/10.1091/mbc.E06-02-0133

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 59.

    Fotiadis D et al (2004) Рецептор родопсина, связанный с G-белком, в нативной мембране. FEBS Lett 564 (3): 281–288.https://doi.org/10.1016/S0014-5793(04)00194-2 PMCID: 1393389

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 60.

    Fotiadis D, Jastrzebska B, Philippsen A, Müller DJ, Palczewski K, Engel A (2006) Структура димера родопсина: рабочая модель для рецепторов, связанных с G-белком. Curr Opin Struct Biol 16 (2): 252–259. https://doi.org/10.1016/j.sbi.2006.03.013

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 61.

    Fukada Y, Takao T, Ohguro H, Yoshizawa T, Akino T, Shimonishi Y (1990) Фарнезилированная гамма-субъединица белка G фоторецептора, необходимая для связывания GTP. Nature 346 (6285): 658–660

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 62.

    Furukawa T, Ueno A, Omori Y (2020) Молекулярные механизмы, лежащие в основе избирательного образования синапсов фоторецепторных клеток сетчатки позвоночных. Cell Mol Life Sci 77 (7): 1251–1266. https: // doi.org / 10.1007 / s00018-019-03324-w

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 63.

    Gaudet R, Bohm A, Sigler PB (1996) Кристаллическая структура с разрешением 2,4 ангстрем комплекса трансдуцина бета-гамма и его регулятора, фосдуцина. Ячейка 87 (3): 577–588

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 64.

    George AA, Hayden S, Holzhausen LC, Ma EY, Suzuki SC, Brockerhoff SE (2014) Синаптоянин 1 необходим для эндолизосомного переноса синаптических белков во внутренние сегменты фоторецепторов колбочек.PLoS One 9 (1): e84394

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google ученый

  • 65.

    Gilliam JC et al (2012) Трехмерная архитектура стержневой сенсорной реснички и ее нарушение при нейродегенерации сетчатки. Ячейка 151 (5): 1029–1041. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.10.038.PMCID:PMC3582337

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 66.

    Godi A, Campli AD, Konstantakopoulos A, Tullio GD, Alessi DR, Kular GS, Daniele T, Marra P, Lucocq JM, Matteis MAD (2004) FAPP контролируют межклеточный мембранный трафик Гольджи путем связывания с ARF и PtdIns (4) П. Nat Cell Biol 6 (5): 393-404. https://doi.org/10.1038/ncb1119

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 67.

    Gosens I, den Hollander AI, Cremers FPM, Roepman R (2008) Состав и функция белкового комплекса Crumbs в сетчатке млекопитающих.Exp Eye Res 86 (5): 713–726. https://doi.org/10.1016/j.exer.2008.02.005

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 68.

    Gospe SM 3rd, Baker SA, Arshavsky VY (2010) Фасилитативный переносчик глюкозы Glut1 активно исключается из наружных сегментов стержня. J Cell Sci 123 (Pt 21): 3639–3644. https://doi.org/10.1242/jcs.072389 PMCID: PMC2964109

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 69.

    Gotthardt, K., et al., Каскад активации G белка от Arl13B к Arl3 и его значение для нацеливания на реснички липидированных белков . eLife, 2015. 4 : стр. e11859. https://doi.org/10.7554/eLife.11859.

  • 70.

    Granzin J, Wilden U, Choe HW, Labahn J, Krafft B, Büldt G (1998) Рентгеновская кристаллическая структура аррестина из внешних сегментов бычьего прута. Nature 391 (6670): 918–921. https://doi.org/10.1038/36147

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 71.

    Grayson C, Bartolini F, Chapple JP, Willison KR, Bhamidipati A, Lewis SA, Luthert PJ, Hardcastle AJ, Cowan NJ, Cheetham ME (2002) Локализация в сетчатке человека X-связанного белка пигментного ретинита RP2, его гомолога кофактор C и взаимодействующий с RP2 белок Arl3. Hum Mol Genet 11 (24): 3065–3074. https://doi.org/10.1093/hmg/11.24.3065

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 72.

    Gu S, Lennon A, Li Y, Lorenz B, Fossarello M, North M, Gal A, Wright A (1998) Табби-подобные мутации белка-1 при аутосомно-рецессивном пигментном ретините.Ланцет 351 (9109): 1103–1104. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(05)79384-3

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 73.

    Gunkel M, Schöneberg J, Alkhaldi W, Irsen S, Noé F, Kaupp UB, al-Amoudi A (2015) Архитектура родопсина высшего порядка в интактных фоторецепторах и ее значение для кинетики фототрансдукции. Структура 23 (4): 628–638. https://doi.org/10.1016/j.str.2015.01.015

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 74.

    Haeseleer F (2008) Взаимодействие и колокализация CaBP4 и Unc119 (MRG4) в фоторецепторах. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 49 (6): 2366–2375. https://doi.org/10.1167/iovs.07-1166 PMCID: PMC2670247

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 75.

    Hagstrom SA, Duyao M, North MA, Li T (1999) Дегенерация сетчатки у мышей tulp1 — / -: скопление везикул в матрице интерфоторецепторов. Invest Ophthalmol Vis Sci 40 (12): 2795–2802

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 76.

    Hanke-Gogokhia C, Wu Z, Gerstner CD, Frederick JM, Zhang H, Baehr W. (2016) Arf-подобный белок 3 (ARL3) регулирует перенос белков и цилиогенез в фоторецепторах мышей. J Biol Chem 291: 7142–7155. https://doi.org/10.1074/jbc.M115.710954

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 77.

    Hanke-Gogokhia C et al (2017) Arf-подобный белок фактора обмена гуаниновых нуклеотидов 13b необходим для сборки переходной зоны фоторецепторов мыши и внешнего сегмента.J. Biol Chem. 292 (52): 21442–21456. https://doi.org/10.1074/jbc.RA117.000141 PMCID: PMC5766971

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 78.

    Hanson SM et al (2007) Структура и функция зрительного олигомера аррестина. EMBO J 26 (6): 1726–1736. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601614 PMCID: PMC1829381

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 79.

    Hanson SM et al (2008) Модель структуры раствора тетрамера аррестина стержня. Структура 16 (6): 924–934. https://doi.org/10.1016/j.str.2008.03.006 PMCID: PMC2464289

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 80.

    Heidelberger R, Thoreson WB, Witkovsky P (2005) Синаптическая передача в ленточных синапсах сетчатки. Prog Retin Eye Res 24 (6): 682–720

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 81.

    Хендриксон А. и др. (2008) Дифференциация стержневых фоторецепторов в сетчатке плода и младенца человека. Exp Eye Res 87 (5): 415–426. https://doi.org/10.1016/j.exer.2008.07.016 PMCID: PMC4122835

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 82.

    Hirsch JA, Schubert C, Gurevich VV, Sigler PB (1999) Кристаллическая структура 2,8 A визуального аррестина: модель регуляции аррестина. Cell 97 (2): 257–269. https: // doi.org / 10.1016 / s0092-8674 (00) 80735-7

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 83.

    Holopainen JM et al (2010) Взаимодействие и локализация пигментного белка RP2 ретинита и NSF в фоторецепторных клетках сетчатки. Биохимия 49 (35): 7439–7447. https://doi.org/10.1021/bi1005249 PMCID: PMC2942077

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 84.

    Hsu Y et al (2017) BBS. Некоторая функция необходима как для морфогенеза, так и для поддержания внешнего сегмента фоторецептора. PLoS Genet 13 (10): e1007057. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1007057 PMCID: PMC5663628

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 85.

    Hsu Y et al (2020) отсутствие функции BBSome снижает синаптогенез и вызывает образование эктопических синапсов в сетчатке. Sci Rep 10 (1): 1–19

    Статья
    CAS

    Google ученый

  • 86.

    Huang SP, Brown BM, Craft CM (2010) Visual Arrestin 1 действует как модулятор чувствительного к N-этилмалеимиду фактора в синапсе фоторецепторов. J Neurosci 30 (28): 9381–9391. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1207-10.2010 PMCID: PMC2920134

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 87.

    Хаббелл, У.Л. и др., Структура, динамика и активация родопсина: перспективы кристаллографии, сайт-направленного спинового мечения, сульфгидрильной реакционной способности и дисульфидного поперечного сшивания, в Advances in Protein Chemistry.2003, Academic Press. п. 243-290.

  • 88.

    Humrich J, Bermel C, Grübel T, Quitterer U, Lohse MJ (2003) Регулирование фосдуцин-подобного белка казеинкиназой 2 и N-концевым сплайсингом. J Biol Chem 278 (7): 4474–4481. https://doi.org/10.1074/jbc.M206347200

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 89.

    Хантер Д.Д., Манглапус М.К., Бачай Г., Клодепьер Т., Долан М.В., Джезуэлли К.А., Брункен В.Дж. (2017) Синапсы ЦНС стабилизируются транс-синаптически ламининами и белками, взаимодействующими с ламинином.J Comp Neurol 527: 67–86. https://doi.org/10.1002/cne.24338

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 90.

    Ikeda S, Shiva N, Ikeda A, Smith RS, Nusinowitz S, Yan G, Lin TR, Chu S, Heckenlively JR, North MA, Naggert JK, Nishina PM, Duyao MP (2000) Дегенерация сетчатки, но ожирение не наблюдается у нулевых мутантов гена тубби-подобного белка 1. Hum Mol Genet 9 (2): 155–163. https://doi.org/10.1093/hmg/9.2.155

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 91.

    Imamoto Y et al (2003) Концентрационно-зависимая тетрамеризация бычьего зрительного аррестина. Biophys J 85 (2): 1186–1195. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(03)74554-8 PMCID: PMC1303236

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 92.

    Inglese J, Glickman JF, Lorenz W, Caron MG, Lefkowitz RJ (1992) Изопренилирование протеинкиназы. Требование фарнезилирования / альфа-карбоксильного метилирования для полной ферментативной активности родопсинкиназы.J Biol Chem 267 (3): 1422–1425

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 93.

    Insinna C, Humby M, Sedmak T, Wolfrum U, Besharse JC (2009) Различные роли KIF17 и кинезина II в развитии и поддержании фоторецепторов. Dev Dyn 238: 2211–2222

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 94.

    Ismail SA et al (2012) Структурная основа Arl3-специфического высвобождения миристоилированного цилиарного груза из UNC119.EMBO J 31 (20): 4085–4094. https://doi.org/10.1038/emboj.2012.257 PMCID: PMC3474929

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 95.

    Janson LW, Ragsdale K, Luby-Phelps K (1996) Механизм и размер отсечения для стерического исключения из богатых актином цитоплазматических доменов. Biophys J 71 (3): 1228–1234. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(96)79367-0.PMCID:1233590

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 96.

    Jiang L, Wei Y, Ronquillo CC, Marc RE, Yoder BK, Frederick JM, Baehr W (2015) Гетеротримерный кинезин-2 (KIF3) опосредует переходную зону и образование аксонем фоторецепторов мыши. J Biol Chem 290 (20): 12765–12778

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 97.

    Jiang L, Tam BM, Ying G, Wu S, Hauswirth WW, Frederick JM, Moritz OL, Baehr W. (2015) Семейство кинезинов 17 (нарушение осмотического избегания-3) незаменимо для морфологии и функции фоторецепторов.FASEB J 29 (12): 4866–4880

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 98.

    Jiang J et al (2016) Истощение белка BBS LZTFL1 влияет на рост и вызывает дегенерацию сетчатки у мышей. Дж. Генет Геномика 43 (6): 381–391. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2015.11.006 PMCID: PMC4925197

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 99.

    Jimeno D et al (2006) Анализ функции кинезина-2 в фоторецепторных клетках с использованием синхронного нокаута Cre-loxP Kif3a с помощью RHO-Cre. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 47 (11): 5039–5046. https://doi.org/10.1167/iovs.06-0032 PMCID: PMC1

    5

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 100.

    Johnson JE Jr et al (2007) Пространственно-временная регуляция динамики АТФ и Ca2 + в синапсах палочек и колбочек позвоночных. Mol Vis 13: 887–919 PMCID: PMC2774461

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 101.

    Kakakhel M, Tebbe L, Makia MS, Conley SM, Sherry DM, al-Ubaidi MR, Naash MI (2020) Синтаксин 3 необходим для транспортировки и выживания белка внешнего сегмента фоторецептора. Proc Natl Acad Sci 117 (34): 20615–20624. https://doi.org/10.1073/pnas.2010751117

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 102.

    Kandachar V et al (2018) Сеть взаимодействия между SNARE VAMP7 и Rab GTPases внутри комплекса, нацеленного на мембрану ресничек.J Cell Sci, 24 131. https://doi.org/10.1242/jcs.222034.PMCID:PMC6307879

  • 103.

    Kawamura S (1993) Фосфорилирование родопсина как механизм регуляции циклической GMP-фосфодиэстеразы с помощью S-модулина. Nature 362 (6423): 855–857

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 104.

    Kawamura S, Hisatomi O, Kayada S, Tokunaga F, Kuo CH (1993) Рековерин обладает активностью S-модулялина в стержнях лягушек. J Biol Chem 268 (20): 14579–14582

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 105.

    Keady BT, Le YZ, Pazour GJ (2011) IFT20 необходим для доставки опсина и развития внешнего сегмента фоторецептора. Mol Biol Cell 22 (7): 921–930. https://doi.org/10.1091/mbc.E10-09-0792.PMCID:PMC3069017

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 106.

    Kim M et al (2011) Устойчивая самоассоциация является общей чертой зрительного аррестина-1 у млекопитающих. Биохимия 50 (12): 2235–2242. https: // doi.org / 10.1021 / bi1018607

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 107.

    Kizhatil K, Sandhu NK, Peachey NS, Bennett V (2009) Анкирин-B необходим для скоординированной экспрессии бета-2-спектрина, Na / K-АТФазы и обменника Na / Ca во внутреннем сегмент стержневых фоторецепторов. Exp Eye Res 88 (1): 57–64. https://doi.org/10.1016/j.exer.2008.09.022

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 108.

    Кленчин В.А., Калверт П.Д., Боундс М.Д. (1995) Ингибирование родопсинкиназы рекутином. Еще одно свидетельство системы отрицательной обратной связи при фототрансдукции. J Biol Chem 270 (27): 16147–16152 PMCID: 7608179

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 109.

    Kobayashi A, Kubota S, Mori N, McLaren MJ, Inana G (2003) Фоторецепторный синаптический белок HRG4 (UNC119) взаимодействует с ARL2 через предполагаемый консервативный домен. FEBS Lett 534 (1-3): 26–32.https://doi.org/10.1016/s0014-5793(02)03766-3

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 110.

    Kolandaivelu S et al (2009) AIPL1, белок, связанный с детской слепотой, взаимодействует с альфа-субъединицей палочковой фосфодиэстеразы (PDE6) и необходим для ее правильной сборки. J. Biol Chem. 284 (45): 30853–30861. https://doi.org/10.1074/jbc.M109.036780 PMCID: PMC2781484

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 111.

    Krispel CM et al (2007) Фосдуцин регулирует экспрессию субъединиц трансдуцина бета-гамма в фоторецепторах палочек и не способствует адаптации фототрансдукции. J Gen Physiol 130 (3): 303–312. https://doi.org/10.1085/jgp.200709812 PMCID: PMC2151643

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 112.

    Krock BL, Perkins BD (2008) Внутрилагеллярный транспортный белок IFT57 необходим для поддержания ресничек и регулирует диссоциацию IFT-частица-кинезин-II в фоторецепторах позвоночных.J Cell Sci 121 (11): 1907–1915

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 113.

    Krock BL, Mills-Henry I, Perkins BD (2009) Ретроградный внутрилагеллярный транспорт цитоплазматическим динеином-2 необходим для расширения внешнего сегмента фоторецепторов позвоночных, но не для транслокации аррестина. Invest Ophthalmol Vis Sci 50 (11): 5463–5471

    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 114.

    Lai RK, Perez-Sala D, Canada FJ, Rando RR (1990) Гамма-субъединица трансдуцина фарнезилирована. Proc Natl Acad Sci U S A 87 (19): 7673–7677

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 115.

    Laird JG et al (2015) Идентификация сигнала нацеливания VxP в жгутиковых Na (+) / K (+) -ATPase. Трафик 16 (12): 1239–1253. https://doi.org/10.1111/tra.12332 PMCID: 4715669

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 116.

    Ли Р.Х., Либерман Б.С., Лолли Р.Н. (1987) Новый комплекс из зрительных клеток крупного рогатого скота фосфопротеина 33000 дальтон с бета- и гамма-трансдуцином: очистка и субъединичная структура. Биохимия 26 (13): 3983–3990. https://doi.org/10.1021/bi00387a036

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 117.

    Lee SH, Too K, Jung EJ, Hong H, Seo J, Kim J (2018) Экспорт мембранных белков из комплекса Гольджи в первичные реснички требует кинезинового двигателя, KIFC1.FASEB J 32 (2): 957–968. https://doi.org/10.1096/fj.201700563R

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 118.

    Lee S et al (2018) Актиновые филаменты разделяют мембраны первичных ресничек на отдельные жидкие загоны. J Cell Biol 217 (8): 2831–2849. https://doi.org/10.1083/jcb.201711104 PMCID: PMC6080922

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 119.

    Lenoir M, Overduin M (2013) PtdIns (4) Системы сигнализации и распознавания P. Adv Exp Med Biol 991: 59–83. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6331-9_5

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 120.

    Лю Ю., В.А. Банкаит, фосфоинозитид фосфатазы в клеточной биологии и болезнях . Prog Lipid Res, 2010. 49 (3): стр. 201-217. 10.1016 / j.plipres.2009.12.001. PMCID: PMC2873057.

  • 121.

    Лю Q, Тан G, Левенкова Н., Ли Т., Пью EN Jr, Rux JJ, Speicher DW, Pierce EA (2007) Протеом комплекса сенсорных ресничек фоторецепторов мыши. Протеомика клеток Mol 6 (8): 1299–1317

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 122.

    Lobo GP et al (2017) Экзоциста необходима для цилиогенеза фоторецепторов и развития сетчатки. J Biol Chem 292 (36): 14814–14826. https://doi.org/10.1074/jbc.M117.795674 PMCID: PMC5592663

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 123.

    Lodowski KH et al (2013) Сигналы, регулирующие незаконный оборот цилиарного GPCR, родопсина, и неправильный трафик. J. Neurosci 33 (34): 13621–13638. https://doi.org/10.1523/jneurosci.1520-13.2013.PMCID:PMC3755712

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 124.

    Loew A, Ho YK, Blundell T, Bax B (1998) Фосдуцин вызывает структурные изменения трансдуцина бета-гамма. Структура 6 (8): 1007–1019. https://doi.org/10.1016/s0969-2126(98)00102-6

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 125.

    Luby-Phelps K, Taylor DL, Lanni F (1986) Исследование структуры цитоплазмы. J Cell Biol, PMCID: 2114258 102 (6): 2015–2022

  • 126.

    Luo N et al (2012) OCRL локализуется в первичных ресничках: новая роль ресничек при синдроме Лоу.Hum Mol Genet 21 (15): 3333–3344. https://doi.org/10.1093/hmg/dds163 PMCID: PMC3392109

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 127.

    Maddox JW et al (2020) Двойная роль Ca (2+) каналов Cav1.4 в молекулярной и структурной организации синапса палочкового фоторецептора. Elife 9. https://doi.org/10.7554/eLife.62184 PMCID: PMC7561352

  • 128.

    Makino CL, Dodd RL, Chen J, Burns ME, Roca A, Simon MI, Baylor DA (2004) Recoverin регулирует светозависимая активность фосфодиэстеразы в стержнях сетчатки.J Gen Physiol 123 (6): 729–741

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 129.

    Marszalek JR, Liu X, Roberts EA, Chui D, Marth JD, Williams DS, Goldstein LSB (2000) Генетические доказательства избирательного транспорта опсина и аррестина кинезином-II в фоторецепторах млекопитающих. Ячейка 102 (2): 175–187. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)00023-4

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 130.

    Maza NA, Schiesser WE, Calvert PD (2019) Внутренний код компартментализации для белков периферической мембраны в фоторецепторных нейронах. J Cell Biol 218 (11): 3753–3772. https://doi.org/10.1083/jcb.201

    4

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 131.

    Mazelova J et al (2009) Мотив нацеливания на реснички VxPx направляет сборку модуля трафика посредством Arf4. EMBO J 28 (3): 183–192. https: // doi.org / 10.1038 / emboj.2008.267.PMCID: 2637330

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 132.

    Mazelova J et al (2009) Спаривание синтаксина 3 и SNAP-25, регулируемое омега-3 докозагексаеновой кислотой, контролирует доставку родопсина для биогенеза сенсорных органелл, происходящих из ресничек, наружных сегментов палочек. J Cell Sci 122 (Pt 12): 2003–2013. https://doi.org/10.1242/jcs.039982 PMCID: PMC2723154

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 133.

    Mendez A, Lem J, Simon M, Chen J (2003) Светозависимая транслокация аррестина в отсутствие фосфорилирования родопсина и передачи сигналов трансдуцина. J Neurosci 23 (8): 3124–3129

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 134.

    Mercer AJ, Thoreson WB (2011) Динамическая архитектура ленточных синапсов фоторецепторов: цитоскелет, внеклеточный матрикс и внутримембранные белки. Vis Neurosci 28 (6): 453–471.https://doi.org/10.1017/S0952523811000356 PMCID: PMC3437624

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 135.

    Mercer AJ, Chen M, Thoreson WB (2011) Боковая подвижность пресинаптических кальциевых каналов L-типа в ленточных синапсах фоторецепторов. J Neurosci 31 (12): 4397–4406

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 136.

    Minton AP (1992) Конфайнмент как детерминант макромолекулярной структуры и реакционной способности. Biophys J 63 (4): 1090–1100. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(92)81663-6 PMCID: 1262248

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 137.

    Минтон А.П. (1997) Влияние исключенного объема на структуру макромолекул и ассоциации в «переполненных» средах. Curr Opin Biotechnol 8 (1): 65–69

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 138.

    Molday RS, Goldberg AFX (2017) Периферин направляет высвобождение цилиарной эктосомы на морфогенез фоторецепторного диска. J Cell Biol 216 (5): 1227–1229. https://doi.org/10.1083/jcb.201703020 PMCID: PMC5412577

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 139.

    Molday RS, Molday LL (1987) Различия в белковом составе диска внешнего сегмента бычьей сетчатки глаза и плазматических мембран, выделенных методом изменения плотности рицин-золото-декстран.J Cell Biol 105 (6 Pt 1): 2589–2601. https://doi.org/10.1083/jcb.105.6.2589 PMCID: PMC2114690

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 140.

    Molday RS, Molday LL (1998) Молекулярные свойства cGMP-gated канала стержневых фоторецепторов. Vis Res 38 (10): 1315–1323. https://doi.org/10.1016/s0042-6989(97)00409-4

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 141.

    Moritz OL и др. (2001) Mutant rab8 Нарушает стыковку и слияние несущих родопсин пост-Гольджи-мембран и вызывает гибель клеток трансгенных палочек Xenopus. Mol Biol Cell 12 (8): 2341–2351 PMCID: 58598

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 142.

    Moser T, Grabner CP, Schmitz F (2020) Обработка сенсорной информации в ленточных синапсах в сетчатке и улитке. Physiol Rev 100 (1): 103–144

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 143.

    Muresan V, Lyass A, Schnapp BJ (1999) Кинезиновый мотор KIF3A является компонентом пресинаптической ленты в фоторецепторах позвоночных. J Neurosci 19 (3): 1027–1037

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 144.

    Murray AR, Fliesler SJ, Al-Ubaidi MR (2009) Родопсин: функциональное значение Asn-связанного гликозилирования и других посттрансляционных модификаций. Офтальмологический Генет 30 (3): 109–120.https://doi.org/10.1080/13816810

  • 2405

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 145.

    Nair KS, Hanson SM, Kennedy MJ, Hurley JB, Gurevich VV, Slepak VZ (2004) Прямое связывание зрительного аррестина с микротрубочками определяет дифференциальную субклеточную локализацию его вариантов сплайсинга в палочковидных фоторецепторах. J Biol Chem 279 (39): 41240–41248. https://doi.org/10.1074/jbc.M406768200

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 146.

    Nair KS et al (2005) Светозависимое перераспределение аррестина в палочках позвоночных — это энергонезависимый процесс, управляемый белок-белковыми взаимодействиями. Нейрон 46 (4): 555–567. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2005.03.023 PMCID: 2752952

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 147.

    Najafi M, Maza NA, Calvert PD (2012) Исключение стерического объема устанавливает концентрации растворимого белка в сенсорных ресничках фоторецепторов.Proc Natl Acad Sci U S A 109 (1): 203–208. https://doi.org/10.1073/pnas.1115109109 PMCID: 3252922

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 148.

    Натанс Дж. (1992) Родопсин: структура, функция и генетика. Биохимия 31 (21): 4923–4931. https://doi.org/10.1021/bi00136a001

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 149.

    Nemet I, Tian G, Imanishi Y (2014) Сборка субмембраны и обновление канала палочковидного фоторецептора, управляемого cGMP: понимание актин-зависимого процесса морфогенеза внешнего сегмента.J Neurosci 34 (24): 8164–8174. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1282-14.2014 PMCID: PMC4051972

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 150.

    Никелл, С. и др., Трехмерная архитектура внешних сегментов палочки мыши, определенная с помощью криоэлектронной томографии . J. Cell Biol., 2007. 177 (5): p. 917-925. https://doi.org/10.1083/jcb.200612010.PMCID:2064290.

  • 151.

    Nishimura DY et al (2004) Bbs2-нулевые мыши имеют нейросенсорный дефицит, дефект социального доминирования и ретинопатию, связанную с неправильной локализацией родопсина.Proc Natl Acad Sci 101 (47): 16588–16593

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 152.

    Norton AW et al (2005) Оценка пренил-связывающего белка 17 кДа как регуляторного белка фототрансдукции в фоторецепторах сетчатки. J Biol Chem 280 (2): 1248–1256. https://doi.org/10.1074/jbc.M410475200 PMCID: PMC3392308

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 153.

    Ohlemiller KK, Hughes RM, Mosinger-Ogilvie J, Speck JD, Grosof DH, Silverman MS (1995) Дегенерация улитки и сетчатки у полосатой мыши. Нейроотчет 6 (6): 845–849. https://doi.org/10.1097/00001756-199504190-00005

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 154.

    Ohlemiller KK, Mosinger Ogilvie J, Lett JM, Hughes RM, LaRegina MC, Olson LM (1998) Мутация мышиного бака (rd5) не связана с первичным аксонемным дефектом.Клеточная ткань Res 291 (3): 489–495. https://doi.org/10.1007/s004410051018

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 155.

    Orisme W, Li J, Goldmann T, Bolch S, Wolfrum U, Smith WC (2010) Светозависимая транслокация аррестина в палочковидных фоторецепторах передается через каскад фосфолипазы C и требует АТФ. Сотовый сигнал 22 (3): 447–456. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2009.10.016

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 156.

    Otsu W et al (2019) Поздний эндосомный путь регулирует нацеливание на реснички тетраспанинового белка периферина 2. J Neurosci 39 (18): 3376–3393. https://doi.org/10.1523/jneurosci.2811-18.2019 PMCID: PMC6495125

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 157.

    Pan Y et al (2015) Сигнал удержания диаргинина ER регулирует транспортировку каналов HCN1 от раннего секреторного пути к плазматической мембране.Cell Mol Life Sci 72 (4): 833–843. https://doi.org/10.1007/s00018-014-1705-1 PMCID: PMC4309907

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 158.

    Pan Y, Laird JG, Yamaguchi DM, Baker SA (2015) N-концевой сигнал экспорта ER способствует нацеливанию плазматической мембраны на каналы HCN1 в фоторецепторах. Invest Ophthalmol Vis Sci 56 (6): 3514–3521

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 159.

    Papermaster DS, Schneider BG, DeFoe D, Besharse JC (1986) Биосинтез и векторный транспорт опсина на везикулах в фоторецепторах палочек сетчатки. J Histochem Cytochem 34 (1): 5–16

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 160.

    Pazour GJ et al (2002) Внутрилагеллярный транспортный белок, IFT88, важен для сборки и поддержания фоторецепторов позвоночных. J Cell Biol 157 (1): 103–113. https://doi.org/10.1083 / jcb.200107108 PMCID: 2173265

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 161.

    Pearring JN et al (2014) Нацеливание R9AP на внешние сегменты палочек не зависит от родопсина и регулируется доменом гомологии SNARE. Mol Biol Cell 25 (17): 2644–2649. https://doi.org/10.1091/mbc.E14-02-0747 PMCID: PMC4148253

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 162.

    Pearring JN et al (2015) Гуанилатциклаза 1 полагается на родопсин для внутриклеточной стабильности и перемещения ресничек. eLife 4 : e12058. https://doi.org/10.7554/eLife.12058

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 163.

    Pearring JN et al (2017) Потеря Arf4 вызывает тяжелую дегенерацию экзокринной части поджелудочной железы, но не кистозную болезнь почек или дегенерацию сетчатки. PLoS Genet 13 (4): e1006740.https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006740.PMCID:PMC5409180

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 164.

    Peet JA et al (2004) Количественная оценка цитоплазматических пространств живых клеток с помощью EGFP показывает, что аррестин-EGFP находится в неравновесном состоянии в адаптированных к темноте фоторецепторах палочек. J Cell Sci 117 (Pt 14): 3049–3059. https://doi.org/10.1242/jcs.01167117/14/3049.PMCID:15197244

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 165.

    Peterson JJ, Tam BM, Moritz OL, Shelamer CL, Dugger DR, McDowell JH, Hargrave PA, Papermaster DS, Smith WC (2003) Аррестин мигрирует в фоторецепторах в ответ на свет: исследование локализации аррестина с использованием слияния аррестина и GFP белок у трансгенных лягушек. Exp Eye Res 76 (5): 553–563

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 166.

    Peterson JJ et al (2005) Роль цитоскелетных элементов в управляемой светом транслокации белков в фоторецепторах палочек.Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 46 (11): 3988–3998. https://doi.org/10.1167/iovs.05-0567 PMCID: PMC1578685

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 167.

    Ploier B, Caro LN, Morizumi T., Pandey K, Pearring JN, Goren MA, Finnemann SC, Graumann J, Arshavsky VY, Dittman JS, Ernst OP, Menon AK (2016) Димеризационная недостаточность пигментного ретинита -связанные мутанты родопсина. Нац Коммуна 7 : 12832. https://doi.org/10.1038 / ncomms12832http: //dharmasastra.live.cf.private.springer.com/articles/ncomms12832#supplementary-information

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 168.

    Poetsch A, Molday LL, Molday RS (2001) Управляемый цГМФ канал и связанные с ним белки, богатые глутаминовой кислотой, взаимодействуют с периферином-2 в краевой области мембран диска палочек фоторецепторов. J Biol Chem 276 (51): 48009–48016

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 169.

    Polgar N, Fogelgren B (2018) Регулирование клеточной полярности посредством экзоцист-опосредованного трафика. Колд Спринг Харб Перспектива Биол 10 (3). https://doi.org/10.1101/cshperspect.a031401 PMCID: PMC5587355

  • 170.

    Pretorius PR et al (2010) Идентификация и функциональный анализ длинной изоформы BBS3 (ARL6), специфичной для зрения. PLoS Genet 6 (3): e1000884. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1000884 PMCID: PMC2841623

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 171.

    Пью, E.N., младший и Т.Д. Лэмб. 2000 Фототрансдукция в палочках и колбочках позвоночных: молекулярные механизмы усиления, восстановления и световой адаптации, в Hanbook of Biological Physics, D.G. Ставенга, В.Дж. де Грип и Э. Пью-младший, редакторы, Elsevier Science B.V. 183-255.

  • 172.

    Qureshi BM et al (2018) Механистическое понимание роли пренилсвязывающего белка PrBP / delta в мембранной диссоциации фосфодиэстеразы 6. Nat Commun 9 (1): 90. https://doi.org/10.1038 / s41467-017-02569-y PMCID: PMC5758567

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 173.

    Ramamurthy V et al (2003) AIPL1, белок, участвующий в врожденном амаврозе Лебера, взаимодействует с фарнезилированными белками и помогает им в процессинге. Proc Natl Acad Sci U S A 100 (22): 12630–12635. https://doi.org/10.1073/pnas.2134194100 PMCID: PMC240669

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 174.

    Ramamurthy V et al (2014) Numb регулирует поляризованную доставку циклических нуклеотид-управляемых ионных каналов в ресничках палочковидных фоторецепторов. J Neurosci 34 (42): 13976–13987. https://doi.org/10.1523/jneurosci.1938-14.2014 PMCID: PMC4577571

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 175.

    Raven MA, Orton NC, Nassar H, Williams GA, Stell WK, Jacobs GH, Bech-Hansen NT, Reese BE (2008) Ранняя афферентная передача сигналов во внешнем плексиформном слое регулирует развитие горизонтальной морфологии клеток.J Comp Neurol 506 (5): 745–758. https://doi.org/10.1002/cne.21526

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 176.

    Regus-Leidig H, Tom Dieck S, Specht D, Meyer L, Brandstätter JH (2009) Ранние шаги в сборке синапсов ленты фоторецепторов в сетчатке мыши: участие сфер-предшественников. J Comp Neurol 512 (6): 814–824

    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 177.

    Ritter LM et al (2011) Визуализация in situ взаимодействий белков в сенсорных нейронах: белки, богатые глутаминовой кислотой (GARP), играют разные роли в каркасе внешнего сегмента фоторецепторов. J Neurosci 31 (31): 11231–11243. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2875-11.2011 PMCID: 3158677

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 178.

    Робишо М.А. и др. (2019) Определение слоев сенсорной реснички с помощью STORM и криоэлектронной наноскопии.Proc Natl Acad Sci U S A 116 (47): 23562–23572. https://doi.org/10.1073/pnas.13116.PMCID:PMC6876244

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 179.

    Roy, K., et al., Пальмитоилирование цилиарной GTPase ARL13b необходимо для ее стабильности и ее роли в образовании ресничек . J Biol Chem, 2017. 292 (43): p. 17703-17717. DOI: 10.1074 / jbc.M117.792937. PMCID: PMC5663873.

  • 180.

    Sahly I et al (2012) Локализация белков Usher 1 в отростках чашечек фоторецепторов, которые отсутствуют у мышей. J Cell Biol 199 (2): 381–399. https://doi.org/10.1083/jcb.201202012.PMCID:PMC3471240

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 181.

    Salinas RY et al (2013) Один остаток валина играет важную роль в нацеливании периферина / rds на внешние сегменты фоторецепторов. PLoS One 8 (1): e54292.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054292 PMCID: PMC3544770

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 182.

    Salinas RY, Pearring JN, Ding JD, Spencer WJ, Hao Y, Arshavsky VY (2017) Фоторецепторные диски формируются посредством периферин-зависимого подавления высвобождения эктосом ресничек. J Cell Biol 216 (5): 1489–1499. https://doi.org/10.1083/jcb.201608081

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 183.

    Santagata S, Boggon TJ, Baird CL, Gomez CA, Zhao J, Shan WS, Myszka DG, Shapiro L (2001) Передача сигналов G-белка через белки трубчатых. Наука 292 (5524): 2041–2050. https://doi.org/10.1126/science.1061233

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 184.

    Schietroma C et al (2017) Кадгерины, ассоциированные с синдромом Ушера 1-го типа, формируют внешний сегмент фоторецептора. J Cell Biol 216 (6): 1849–1864. https://doi.org/10.1083/jcb.201612030.PMCID: PMC5461027

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 185.

    Schubert C, Hirsch JA, Gurevich VV, Engelman DM, Sigler PB, Fleming KG (1999) Зрительная активность аррестина может регулироваться самоассоциацией. J Biol Chem 274 (30): 21186–21190. https://doi.org/10.1074/jbc.274.30.21186

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 186.

    Senapati S, Park PS (2019) Исследование нанодоменной организации родопсина в нативных мембранах с помощью атомно-силовой микроскопии. Методы Мол Биол 1886: 61–74. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8894-5_4 PMCID: PMC6446560

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 187.

    Senapati S et al (2018) Влияние диетической докозагексаеновой кислоты на содержание и упаковку родопсина в мембранах фоторецепторных клеток.Biochim Biophys Acta Biomembr 1860 (6): 1403–1413. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2018.03.030 PMCID: PMC5

    4

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 188.

    Sheng Z et al (2007) Синаптический Ca2 + в темноте в палочках ниже, чем в колбочках, что вызывает более медленное тоническое высвобождение везикул. J Neurosci 27 (19): 5033–5042. https://doi.org/10.1523/jneurosci.5386-06.2007 PMCID: PMC6672389

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 189.

    Shilton BH, McDowell JH, Smith WC, Hargrave PA (2002) Структура раствора и активация визуального аррестина изучаются с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Eur J Biochem 269 (15): 3801–3809. https://doi.org/10.1046/j.1432-1033.2002.03071.x

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 190.

    Simons DL et al (2011) Генная терапия предотвращает гибель фоторецепторов и сохраняет функцию сетчатки на мышиной модели с синдромом Барде-Бидла.Proc Natl Acad Sci U S A 108 (15): 6276–6281. https://doi.org/10.1073/pnas.1019222108 PMCID: PMC3076852 финансовая заинтересованность в использовании лечения аденоассоциированными вирусами и собственный капитал компании (AGTC Inc.), которая может в будущем коммерциализировать некоторые аспекты этого работа

    Артикул
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 191.

    Sinha S et al (2013) Экспрессия и субклеточное распределение UNC119a, белкового партнера альфа-субъединицы трансдуцина в фоторецепторах палочек.Сотовый сигнал 25 (1): 341–348. https://doi.org/10.1016/j.cellsig.2012.10.005 PMCID: PMC3508144

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 192.

    Smith WC et al (2011) Взаимодействие аррестина с енолазой1 в фоторецепторах. Инвест офтальмол Vis Sci 52 (3): 1832–1840. https://doi.org/10.1167/iovs.10-5724 PMCID: PMC3101666

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 193.

    Sohocki MM, Perrault I, Leroy BP, Payne AM, Dharmaraj S, Bhattacharya SS, Kaplan J, Maumenee IH, Koenekoop R, Meire FM, Birch DG, Heckenlively JR, Daiger SP (2000) Распространенность наследственных дегенеративных мутаций AIPL1 в сетчатке болезнь. Мол Генет Метаб 70 (2): 142–150. https://doi.org/10.1006/mgme.2000.3001

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 194.

    Соколов М., Стриссель К.Дж., Лесков И.Б., Мишо Н.А., Говардовский В.И., Аршавский В.Ю. (2004) Фосдуцин облегчает управляемую светом транслокацию трансдуцина в стержневых фоторецепторах.Данные, полученные на мышах с нокаутом фосдуцина. J Biol Chem 279 (18): 19149-19156. https://doi.org/10.1074/jbc.M311058200 M311058200 [pii]

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 195.

    Соколов М. и др. (2019) Шапероны и нарушения сетчатки. Adv Protein Chem Struct Biol 114: 85–117. https://doi.org/10.1016/bs.apcsb.2018.09.001

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 196.

    Song X et al (2011) Уровень экспрессии аррестина-1 в палочках: баланс функциональных характеристик и здоровья фоторецепторов. Неврология 174: 37–49. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.11.009 PMCID: PMC3020241

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 197.

    Spencer WJ et al (2016) Белок прогрессирующей палочко-конусной дегенерации (PRCD) требует N-концевого S-ацилирования и связывания родопсина для локализации внешнего сегмента фоторецептора и поддержания внутриклеточной стабильности.Биохимия 55 (36): 5028–5037. https://doi.org/10.1021/acs.biochem.6b00489.PMCID:PMC5513659

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 198.

    Spencer WJ et al (2019) Мембраны фоторецепторных дисков образуются посредством Arp2 / 3-зависимого механизма, подобного ламеллиподиуму. Proc Natl Acad Sci U S A. https://doi.org/10.1073/pnas.1

  • 8117 PMCID: PMC6936530

  • 199.

    Spencer WJ et al (2020) Фоторецепторные диски: построены как эктосомы.Trends Cell Biol 30 (11): 904–915. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2020.08.005 PMCID: PMC7584774

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 200.

    Stabach PR et al (2008) Анкирин способствует внутриклеточному перемещению альфа1-Na + -K + -АТФазы в поляризованные клетки. Am J Phys Cell Phys 295 (5): C1202 – C1214. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00273.2008 PMCID: PMC2584975

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 201.

    Strissel KJ, Lishko PV, Trieu LH, Kennedy MJ, Hurley JB, Arshavsky VY (2005) Рековерин подвергается светозависимой внутриклеточной транслокации в палочковидных фоторецепторах. J Biol Chem 280 (32): 29250–29255

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 202.

    Strissel KJ et al (2006) Транслокация аррестина индуцируется на критическом пороге визуальной передачи сигналов и является сверхстехиометрической по сравнению с обесцвеченным родопсином. J. Neurosci 26 (4): 1146–1153.26/4/1146 [pii]. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.4289-05.2006

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 203.

    Takei, R., Y. Katoh, and K. Nakayama, 2018. Устойчивое взаимодействие IFT70 с IFT52-IFT88 в комплексе IFT-B необходимо для цилиогенеза . Открытая биология, 7 (5).

  • 204.

    Tam BM, Moritz OL, Papermaster DS (2004) С-конец периферина / rds участвует в нацеливании на внешний сегмент стержня и выравнивании разрезов диска.Mol Biol Cell 15 (4): 2027–2037. https://doi.org/10.1091/mbc.E03-09-0650 PMCID: 379296

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 205.

    Tam BM, Xie G, Oprian DD, Moritz OL (2006) Неверно локализованный родопсин не требует активации, чтобы вызвать дегенерацию сетчатки и разрастание нейритов у Xenopus laevis. J Neurosci 26 (1): 203–209. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3849-05.2006

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 206.

    Танака Т., Амест Дж. Б., Харви Т. С., Страйер Л., Лкура М. (1995) Секвестрация нацеленной на мембрану миристоильной группы регенерина в состоянии без кальция. Nature 376 (6539): 444–447

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 207.

    Tian G et al (2014) Нетрадиционный секреторный путь обеспечивает нацеливание на реснички периферина / rds. J Neurosci 34 (3): 992–1006. https://doi.org/10.1523/jneurosci.3437-13.2014 PMCID: PMC3891973

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 208.

    van de Pavert SA (2004) Гомолог 1 Crumbs необходим для поддержания поляризации и адгезии фоторецепторных клеток во время воздействия света. J Cell Sci 117 (18): 4169–4177. https://doi.org/10.1242/jcs.01301

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 209.

    van de Pavert SA et al (2004) Гомолог 1 Crumbs необходим для поддержания поляризации и адгезии фоторецепторных клеток во время воздействия света. J Cell Sci 117 (Pt 18): 4169–4177.https://doi.org/10.1242/jcs.01301

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 210.

    Ван Хук MJ, Thoreson WB (2012) Быстрый эндоцитоз синаптических пузырьков в фоторецепторах колбочек сетчатки саламандры. J Neurosci 32 (50): 18112–18123

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google ученый

  • 211.

    Ван Хук MJ, Nawy S, Thoreson WB (2019) Ионные каналы нейронов сетчатки позвоночных, управляемые напряжением и кальцием.Prog Retin Eye Res 72: 100760

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google ученый

  • 212.

    Veltel S, Kravchenko A, Ismail S, Wittinghofer A (2008) Специфичность передачи сигналов Arl2 / Arl3 опосредуется тройным комплексом Arl3-эффектор-GAP. FEBS Lett 582 (17): 2501–2507. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2008.05.053

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 213.

    Volland S et al (2015) Трехмерная организация мембран диска внешнего сегмента формирующегося стержня. Proc Natl Acad Sci U S A 112 (48): 14870–14875. https://doi.org/10.1073/pnas.1516309112.PMCID:PMC4672767

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 214.

    Wahl S, Katiyar R, Schmitz F (2013) Локальный эндоцитарный аппарат периактивной зоны в синапсах фоторецепторов в непосредственной близости от синаптических лент.J Neurosci 33 (25): 10278–10300

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 215.

    Wahl S et al (2016) Болезненный белок Tulp1 необходим для эндоцитоза периактивной зоны в ленточных синапсах фоторецепторов. J Neurosci 36 (8): 2473–2493. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2275-15.2016 PMCID: PMC4764665

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 216.

    Wang J, Deretic D (2014) Молекулярные комплексы, которые направляют транспорт родопсина к первичным ресничкам. Prog Retin Eye Res 38: 1–19. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2013.08.004.PMCID:PMC3883129

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 217.

    Wang J, Deretic D (2015) Эффектор FIP3 Arf и Rab11 действует синергетически с ASAP1, направляя Rabin8 в нацеливании на рецепторы ресничек. J Cell Sci 128 (7): 1375–1385. https://doi.org/10.1242 / jcs.162925.PMCID: PMC4379727

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 218.

    Wang J et al (2012) Arf GAP ASAP1 обеспечивает платформу для регулирования Arf4- и Rab11-Rab8-опосредованного нацеливания на ресничные рецепторы. EMBO J 31 (20): 4057–4071. https://doi.org/10.1038/emboj.2012.253.PMCID:3474927

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 219.

    Wang J et al (2017) Arf GEF GBF1 и Arf4 взаимодействуют с грузом сенсорных рецепторов, родопсином, чтобы регулировать движение мембран ресничек. J Cell Sci 130 (23): 3975–3987. https://doi.org/10.1242/jcs.205492.PMCID:PMC5769590

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 220.

    Weitz D, Ficek N, Kremmer E, Bauer PJ, Kaupp UB (2002) Субъединичная стехиометрия канала CNG стержневых фоторецепторов.Нейрон 36 (5): 881–889. https://doi.org/10.1016/s0896-6273(02)01098-x

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 221.

    Wensel TG (2020) Фосфоинозитиды при функции и заболеваниях сетчатки. Ячейки 9 (4). https://doi.org/10.3390/cells

    66 PMCID: PMC7226789

  • 222.

    Wetzel RK, Arystarkhova E, Sweadner KJ (1999) Клеточная и субклеточная спецификация альфа- и бета-изоформ Na, K-АТФазы в постнатальном развитии сетчатка мыши.J Neurosci 19 (22): 9878–9889. https://doi.org/10.1523/jneurosci.19-22-09878.1999 PMCID: PMC6782968

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 223.

    Уилан Дж. П., МакГиннис Дж. Ф. (1988) Светозависимое субклеточное движение фоторецепторных белков. J Neurosci Res 20 (2): 263–270

    CAS
    PubMed
    Статья

    Google ученый

  • 224.

    Уильямс Д.С. (2008) Синдром Ашера: животные модели, функция белков Ашера в сетчатке и перспективы генной терапии.Vis Res 48 (3): 433–441. https://doi.org/10.1016/j.visres.2007.08.015.PMCID:PMC2680226

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 225.

    Wolfrum U, Schmitt A (2000) Транспорт родопсина в мембране соединительной реснички фоторецепторных клеток млекопитающих. Цитоскелет клеточного мотила 46 (2): 95–107. https://doi.org/10.1002/1097-0169(200006)46:2<95::AID-CM2>3.0.CO;2-Q

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 226.

    Wright KJ et al (2011) Цикл ARL3-UNC119-RP2 GTPase направляет миристоилированный NPHP3 в первичные реснички. Genes Dev 25 (22): 2347–2360. https://doi.org/10.1101/gad.173443.111 PMCID: 3222901

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 227.

    Wright ZC et al (2016) ARL3 регулирует доставку пренилированных белков фототрансдукции к внешнему сегменту палочек. Hum Mol Genet 25 (10): 2031–2044. https: // doi.org / 10.1093 / hmg / ddw077 PMCID: PMC5062590

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 228.

    Xi Q et al (2005) Табби-подобный белок 1 (TULP1) взаимодействует с F-актином в фоторецепторных клетках. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 46 (12): 4754–4761. https://doi.org/10.1167/iovs.05-0693 PMCID: PMC3026440

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 229.

    Xi Q et al (2007) Взаимодействие между специфическим для фоторецепторов тубби-подобным белком 1 и нейронально-специфичным динамином-1 GTPase.Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 48 (6): 2837–2844. https://doi.org/10.1167/iovs.06-0059 PMCID: PMC3021943

    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 230.

    Yadav RP et al (2019) Взаимодействие домена тетратрикопептидного повтора белка-подобного 1, взаимодействующего с арилуглеводородным рецептором, с регуляторной субъединицей Pγ фосфодиэстеразы 6. J Biol Chem 294 (43): 15795–15807. https://doi.org/10.1074/jbc.RA119.010666 PMCID: PMC6816093

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 231.

    Ye F et al (2013) Визуализация одиночных молекул показывает главную роль диффузии в исследовании цилиарного пространства с помощью сигнальных рецепторов. eLife 2. https://doi.org/10.7554/eLife.00654

  • 232.

    Ye F, Nager AR, Nachury MV (2018) BB Некоторые поезда удаляют активированные GPCR из ресничек, позволяя проходить через переходную зону. J Cell Biol 217: 1847–1868

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 233.

    Ying G et al (2016) Малые GTPases Rab8a и Rab11a незаменимы для транспорта родопсина в фоторецепторах мышей. PLoS One 11 (8): e0161236. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161236.PMCID:PMC4987053 и Университет Флориды владеют акциями компании AGTC, которая может в будущем коммерциализировать некоторые аспекты этой работы. Это не меняет приверженности авторов политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 234.

    Young RW (1967) Обновление наружных сегментов фоторецепторных клеток. J Cell Biol 33 (1): 61–72

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 235.

    Young RW, Bok D (1969) Участие пигментного эпителия сетчатки в процессе обновления наружного сегмента палочек. J Cell Biol 42 (2): 392–403

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 236.

    Young RW, Droz B (1968) Обновление белка в палочках и колбочках сетчатки. J Cell Biol 39 (1): 169–184

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 237.

    Забури, Н. и С. Хаверкамп, Зависимое от кальциевых каналов молекулярное созревание синапсов фоторецепторов . PLoS One, 2013. 8 (5): с. e63853. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063853. PMCID: PMC3652833.

  • 238.

    Zeng J, Feng S, Wu B, Guo W (2017) Поляризованный экзоцитоз.Cold Spring Harb Perspect Biol 9 (12): a027870

    PubMed
    PubMed Central
    Статья
    CAS

    Google ученый

  • 239.

    Zhang H, Huang W, Zhang H, Zhu X, Craft CM, Baehr W, Chen CK (2003) Светозависимое перераспределение зрительных аррестинов и субъединиц трансдуцина у мышей с дефектной фототрансдукцией. Mol Vis 9: 231–237

    CAS
    PubMed

    Google ученый

  • 240.

    Zhang H et al (2007) Делеция PrBP / delta препятствует транспорту каталитических субъединиц GRK1 и PDE6 к наружным сегментам фоторецепторов. Proc Natl Acad Sci U S. A 104 (21): 8857–8862. https://doi.org/10.1073/pnas.0701681104 PMCID: 1885592

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 241.

    Zhang H et al (2011) UNC119 необходим для доставки G-белка в сенсорные нейроны. Nat Neurosci 14 (7): 874–880.https://doi.org/10.1038/nn.2835 PMCID: PMC3178889

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 242.

    Zhang Q, Nishimura D, Vogel T, Shao J, Swiderski R, Yin T, Searby C, Carter CS, Kim G, Bugge K, Stone EM, Sheffield VC (2013) BBS7 требуется для BBSome образование и его отсутствие у мышей приводит к фенотипам синдрома Bardet-Biedl и селективным нарушениям в транспортировке мембранных белков .J Cell Sci 126 (11): 2372–2380

    CAS
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 243.

    Чжан Т. и др. (2016) Димеризация зрительных пигментов in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A 113 (32): 9093–9098. https://doi.org/10.1073/pnas.160

    13.PMCID:PMC4987814

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 244.

    Zhang Q et al (2016) GTP-связывание ARL-3 активируется ARL-13 как GEF и стабилизируется UNC-119 .Sci Rep 6: 24534. https://doi.org/10.1038/srep24534.PMCID:PMC4840320

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 245.

    Zhang P, Zawadzki RJ, Goswami M, Nguyen PT, Yarov-Yarovoy V, Burns ME, Pugh EN Jr (2017) Оптофизиология in vivo показывает, что активация G-белка вызывает осмотическое набухание и усиление светорассеяния стержня. фоторецепторы . Proc Natl Acad Sci 114 (14): E2937 – E2946. https: // doi.org / 10.1073 / pnas.1620572114

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 246.

    Zheng J, Trudeau MC, Zagotta WN (2002) Стержневые циклические нуклеотид-управляемые каналы имеют стехиометрию из трех субъединиц CNGA1 и одной субъединицы CNGB1. Нейрон 36 (5): 891–896. https://doi.org/10.1016/s0896-6273(02)01099-1

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 247.

    Zhong H et al (2002). Гетеромерный канал, управляемый циклическими нуклеотидами, принимает стехиометрию 3A: 1B. Природа 420 (6912): 193–198. https://doi.org/10.1038/nature01201.PMCID:PMC2877395

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 248.

    Zhou HX, Rivas G, Minton AP (2008) Макромолекулярное скопление и ограничение: биохимические, биофизические и потенциальные физиологические последствия. Анну Рев Биофиз 37: 375–397.https://doi.org/10.1146/annurev.biophys.37.032807.125817.PMCID:2826134

    CAS
    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 249.

    Zhuang T et al (2013) Участие отдельных элементов аррестина-1 в связывании с различными функциональными формами родопсина. Proc Natl Acad Sci U S A 110 (3): 942–947. https://doi.org/10.1073/pnas.1215176110.PMCID:PMC3549108

    CAS
    Статья
    PubMed

    Google ученый

  • 250.

    Циммерман С.Б., Минтон А.П. (1993) Макромолекулярное скопление: биохимические, биофизические и физиологические последствия. Анну Рев Биофиз Биомол Структура 22: 27–65. https://doi.org/10.1146/annurev.bb.22.060193.000331

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 251.

    Зозуля С., Страйер Л. (1992) Кальций-миристоиловый белковый переключатель. Proc Natl Acad Sci U S A 89 (23): 11569–11573

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • 252.

    Zulliger R et al (2015) SNAREs взаимодействуют с медленной дегенерацией сетчатки и мембранным белком-1 стержневого наружного сегмента во время обычного и нетрадиционного нацеливания на наружный сегмент. PLoS One 10 (9): e0138508. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0138508.PMCID:PMC4583372

    Статья
    PubMed
    PubMed Central

    Google ученый

  • 253.

    Zuo X, Guo W, Lipschutz JH (2009) Белок экзоцисты Sec10 необходим для первичного цилиогенеза и цистогенеза in vitro.Mol Biol Cell 20 (10): 2522–2529

    CAS
    PubMed
    PubMed Central
    Статья

    Google ученый

  • Сетчатка — основы неврологии

    Передняя часть глаза состоит из роговицы, зрачка, радужки и хрусталика. Роговица — это прозрачная внешняя часть глаза. Он покрывает зрачок и радужную оболочку и является первым местом преломления света. Зрачок — это отверстие в радужной оболочке, через которое свет проникает в глаз.Радужная оболочка — это цветная часть глаза, которая окружает зрачок и вместе с местными мышцами может контролировать размер зрачка, чтобы обеспечить попадание в глаз необходимого количества света. Хрусталик расположен за зрачком и радужной оболочкой. Линза преломляет свет, чтобы сфокусировать изображение на сетчатке. Для правильной фокусировки требуется, чтобы линза растянулась или расслабилась, этот процесс называется аккомодацией.

    Сетчатка — это светочувствительная область в задней части глаза, где расположены фоторецепторы, специализированные клетки, которые реагируют на свет.Сетчатка покрывает всю заднюю часть глаза, поэтому имеет форму чаши. В середине чаши находится ямка, область максимальной остроты зрения, то есть область, которая может формировать самые резкие изображения. Зрительный нерв проецируется в мозг из задней части глаза, неся информацию от клеток сетчатки. Там, где уходит зрительный нерв, фоторецепторы отсутствуют, поскольку аксоны нейронов сходятся вместе. Эта область называется диском зрительного нерва и является местом слепого пятна в нашем поле зрения.

    Рисунок 19.1. Поперечный разрез глаза. Видимые области глаза включают роговицу, зрачок (серая область) и радужная оболочка (синяя область). Хрусталик находится за зрачком и радужной оболочкой. Сетчатка (красная линия) расположена вдоль задней части глаза. Ямка (темно-красный участок) — это небольшая часть сетчатки, где острота зрения наиболее высока, а диск зрительного нерва расположен там, где зрительный нерв (желтая область) выходит из глаза. Подробная информация о функциях каждого региона находится в тексте. «Eye Anatomy» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 Международная лицензия.

    Клетки сетчатки

    Помимо фоторецепторов, в сетчатке есть еще четыре других типа клеток. Синапс фоторецепторов на биполярных клетках и синапс биполярных клеток на ганглиозных клетках. Горизонтальные и амакриновые клетки обеспечивают латеральную связь между нейронами.

    Рисунок 19.2. В сетчатке есть пять типов клеток. Синапс фоторецепторов на биполярных клетках и синапс биполярных клеток на ганглиозных клетках. Горизонтальные клетки обеспечивают связь между фоторецепторами за счет взаимодействия с синапсом фоторецептор-биполярная клетка, а амакринные клетки обеспечивают связь между биполярными клетками, взаимодействуя в синапсе биполярной клетки-ганглиозной клетки.«Retinal Neurons» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Направление информации

    Когда свет попадает в глаз и попадает на сетчатку, он должен пройти через все слои нейрональных клеток, прежде чем достигнет и активирует фоторецепторы. Затем фоторецепторы инициируют синаптическую связь обратно с ганглиозными клетками.

    Рисунок 19.3. Когда свет попадает в глаз, он должен пройти через слои ганглиев и биполярных клеток, прежде чем достигнет фоторецепторов.Связь нейронов идет в противоположном направлении от фоторецепторов к ганглиозным клеткам. «Light in the Retina» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Фоторецепторы — это специализированные рецепторы, которые реагируют на свет. Есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки. Жезлы более чувствительны к свету, поэтому они в первую очередь отвечают за зрение в условиях низкой освещенности, например, ночью.Колбочки менее чувствительны к свету и наиболее активны в дневных условиях. Колбочки также отвечают за цветовое зрение.

    Рисунок 19.4. Палочки и колбочки имеют разный внешний вид и играют разные роли в визуальной обработке. «Rod and Cone» Кейси Хенли находится под международной лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0.

    Плотность рецептора

    Помимо различных зрительных функций, палочки и колбочки также распределены по сетчатке с разной плотностью.Колбочки в основном находятся в ямке, области сетчатки с наивысшей остротой зрения. Остальная часть сетчатки — это преимущественно палочки. В области диска зрительного нерва нет фоторецепторов, потому что аксоны ганглиозных клеток покидают сетчатку и формируют зрительный нерв.

    Рисунок 19.5. Палочки и колбочки распределены по сетчатке разной плотности. Колбочки расположены у ямки. Стержни есть повсюду. В диске зрительного нерва отсутствуют все фоторецепторы, поскольку волокна зрительного нерва выходят из глаза в этом месте.«Retinal Receptor Density» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Фототрансдукция

    Фоторецепторы отвечают за сенсорную трансдукцию в зрительной системе, преобразуя свет в электрические сигналы в нейронах. Для наших целей, чтобы изучить функцию фоторецепторов, мы будем: A) сосредоточиться на черном и белом свете (не на цветном зрении) и B) предположить, что клетки перемещаются либо из темной области в область света, либо наоборот.

    Фоторецепторы не возбуждают потенциалы действия; они реагируют на изменения света ступенчатыми рецепторными потенциалами (деполяризация или гиперполяризация). Несмотря на это, фоторецепторы по-прежнему выделяют глутамат в биполярные клетки. Количество высвобождаемого глутамата изменяется вместе с мембранным потенциалом, поэтому гиперполяризация приведет к высвобождению меньшего количества глутамата. Фоторецепторы гиперполяризуются на свету и деполяризуются в темноте. На графиках, используемых в этом уроке, стартовый мембранный потенциал будет зависеть от начальных условий освещения.

    Рисунок 19.6. Фоторецепторы реагируют градуированными потенциалами при переходе от светлого к темному или наоборот. A) При переходе от темноты к свету фоторецептор будет гиперполяризован, и высвобождение глутамата уменьшится. Б) При переходе от светлого к темному фоторецептор деполяризуется, и высвобождение глутамата увеличивается. «Photoreceptor Receptor Potentials» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    В темноте фоторецептор обладает более деполяризованным мембранным потенциалом, чем «типичный» нейрон, который мы исследовали в предыдущих главах; потенциал фоторецепторной мембраны составляет примерно -40 мВ.Фоторецепторы имеют открытые катионные каналы, которые обеспечивают приток натрия и кальция в темноте. Эти каналы закрываются присутствием циклического GMP (cGMP), молекулы, важной в каскадах вторичных мессенджеров, которая присутствует в фоторецепторе в темноте.

    Рисунок 19.7. В темноте фоторецептор деполяризуется из-за притока натрия и кальция через открытые ионные каналы, которые управляются цГМФ. Фоторецептор имеет высокий уровень цГМФ, когда он находится в темноте. Кроме того, инактивированы белки опсина, трансдуцин G-белка и фосфодиэстераза (PDE).«Retinal Dark Current» Кейси Хенли находится под международной лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0.

    Когда фоторецептор перемещается на свет, клетка гиперполяризуется. Свет попадает в глаз, достигает фоторецепторов и вызывает конформационные изменения в специальном белке, называемом опсином. Это изменение активирует G-белок, называемый трансдуцином, который затем активирует белок, называемый фосфодиэстеразой (PDE). ФДЭ расщепляет цГМФ до ГМФ, и ионные каналы, управляемые цГМФ, которые были открыты в темноте, закрываются.Уменьшение потока катионов в клетку вызывает гиперполяризацию фоторецептора.

    Анимация 19.1. Свет, достигающий фоторецептора, вызывает конформационное изменение белка опсина, которое активирует трансдукцию G-белка. Трансдуцин активирует фосфодиэстеразу (PDE), которая превращает цГМФ в GMP. Без цГМФ катионные каналы закрываются, останавливая приток положительных ионов. Это приводит к гиперполяризации клетки. «Phototransduction» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 Международная лицензия. Просмотр статического изображения анимации.

    Фоторецепторы синапса на биполярные клетки сетчатки. Есть два типа биполярных ячеек: ВЫКЛ и ВКЛ. Эти клетки противоположно реагируют на глутамат, высвобождаемый фоторецепторами, потому что они экспрессируют разные рецепторы глутамата. Подобно фоторецепторам, биполярные клетки не запускают потенциал действия и реагируют только постсинаптическими потенциалами.

    OFF Биполярные ячейки

    В биполярных клетках OFF глутамат, высвобождаемый фоторецептором, является возбуждающим.OFF биполярные клетки экспрессируют ионотропные рецепторы глутамата. В темноте глутамат, высвобождаемый фоторецептором, активирует ионотропные рецепторы, и натрий может поступать в клетку, деполяризуя мембранный потенциал. На свету отсутствие глутамата приводит к закрытию ионотропных рецепторов, предотвращая приток натрия и гиперполяризуя мембранный потенциал.

    Рисунок 19.8. Фоторецепторы гиперполяризуются на свету и уменьшают количество высвобождаемого глутамата. Глутамат возбуждает в выключенных биполярных клетках, открывая ионотропные рецепторы и обеспечивая приток натрия.В темноте выключенные биполярные клетки деполяризованы, а на свету выключенные биполярные клетки гиперполяризованы. «Off Bipolar Cells» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    ON Биполярные клетки

    В биполярных клетках ON глутамат, высвобождаемый фоторецептором, является ингибирующим. ON биполярные клетки экспрессируют метаботропные рецепторы глутамата. В темноте глутамат, высвобождаемый фоторецептором, активирует метаботропные рецепторы, а G-белки закрывают катионные каналы в мембране, останавливая приток натрия и кальция, гиперполяризуя мембранный потенциал.На свету отсутствие глутамата приводит к тому, что ионные каналы открываются и допускают приток катионов, что деполяризует мембранный потенциал.

    Рисунок 19.9. Фоторецепторы гиперполяризуются на свету и уменьшают количество высвобождаемого глутамата. Глутамат ингибирует ON биполярные клетки, активируя метаботропные рецепторы, которые закрывают катионные каналы. В темноте биполярные клетки ON гиперполяризованы, а на свету биполярные клетки ON деполяризованы. «ON Bipolar Cells» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 Международная лицензия.

    Ганглиозные клетки

    OFF и ON синапс биполярных клеток на ганглиозных клетках вне центра и на центре соответственно. Ганглиозные клетки — единственный тип клеток, который отправляет информацию из сетчатки, и они также единственные клетки, которые запускают потенциалы действия. Ганглиозные клетки активируются при любом освещении, но информация о свете кодируется относительной скоростью возбуждения. Переход от темноты к свету приведет к тому, что ганглиозные клетки, находящиеся вне центра, уменьшат скорость их активации, а ганглиозные клетки, расположенные в центре, увеличат скорость их активации.

    Рисунок 19.10. Переход от темноты к свету приведет к гиперполяризации всех фоторецепторов. ВЫКЛЮЧЕННЫЕ биполярные клетки также будут гиперполяризованы на свету, что приведет к снижению частоты возбуждения в смещенных от центра ганглиозных клетках. ON биполярные клетки будут деполяризоваться на свету, что приведет к увеличению скорости возбуждения ганглиозных клеток ON-центра. «Retinal Ganglion Cells» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Каждая биполярная и ганглиозная клетка реагирует на световой раздражитель в определенной области сетчатки.Эта область сетчатки является рецептивным полем клетки. Рецептивные поля сетчатки имеют круглую форму.

    Размер рецептивного поля может быть разным. Ямка имеет меньшие рецептивные поля, чем периферическая сетчатка. Размер зависит от количества фоторецепторов, которые синапсируют с данной биполярной клеткой, и количества биполярных клеток, которые синапсируют с данной ганглиозной клеткой, что также называется степенью конвергенции.

    Рисунок 19.11. Размеры рецептивного поля ганглиев могут варьироваться в зависимости от расположения биполярных и ганглиозных клеток и степени конвергенции на эти клетки.Когда фоторецепторы находятся в ямке или рядом с ней (ячейка 1), рецептивные поля маленькие. В ямке каждая биполярная клетка получает сигнал только от одного фоторецептора, а затем синапсирует только с одной ганглиозной клеткой. По направлению к периферии (клетки 2 и 3) больше синапсов фоторецепторов на каждой биполярной клетке и больше синапсов биполярных клеток на каждой ганглиозной клетке, что увеличивает площадь поверхности рецептивного поля. «Retinal Receptive Field» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 Международная лицензия.

    Давайте используем пример биполярной клетки ON, чтобы посмотреть на структуру рецептивных полей в сетчатке. Рецептивные поля биполярных и ганглиозных клеток делятся на две области: центральную и окружающую. Центр рецептивного поля является результатом прямой иннервации между фоторецепторами, биполярными клетками и ганглиозными клетками. Если световое пятно покрывает центр рецептивного поля, включенная биполярная клетка будет деполяризоваться, как обсуждалось выше; свет попадает на фоторецептор, он гиперполяризуется, уменьшая высвобождение глутамата.Меньшее количество глутамата приводит к меньшему ингибированию биполярной клетки ON, и она деполяризуется.

    Рисунок 19.12. Фоторецептор в центре рецептивного поля включенной биполярной клетки перемещается из темноты в свет. Фоторецептор будет гиперполяризован, а биполярная ячейка ON деполяризуется. Красные стрелки показывают прямую синаптическую связь от фоторецептора к биполярной клетке ON. «Light in Center» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Окружающая часть рецептивного поля является результатом непрямой коммуникации между нейронами сетчатки через горизонтальные и амакриновые клетки. Окружение также оказывает противоположное влияние на биполярные или ганглиозные клетки по сравнению с влиянием центральной области. Если световое пятно покрывает окружающий участок, включенная биполярная ячейка ответит гиперполяризацией. Свет вызовет гиперполяризацию фоторецептора в окружающем пространстве. Это приведет к гиперполяризации горизонтальной клетки. Горизонтальные клетки обладают тормозящими синаптическими эффектами, поэтому гиперполяризация горизонтальной клетки приведет к деполяризации центрального фоторецептора.Тогда центральный фоторецептор вызовет гиперполяризацию в биполярной ячейке ON. Эти эффекты имитируют эффекты, видимые, когда центр находится в темноте. Таким образом, даже если центральный фоторецептор напрямую не испытывает изменения условий освещения, нейроны реагируют так, как будто они движутся в сторону темноты.

    Рисунок 19.13. Фоторецептор в окружении рецептивного поля включенной биполярной клетки перемещается из темноты в свет. Фоторецептор будет гиперполяризован, а постсинаптическая горизонтальная клетка будет гиперполяризована.Это приведет к деполяризации центрального фоторецептора и гиперполяризации ON биполярной клетки. Красные стрелки показывают непрямую синаптическую связь между фоторецептором объемного звучания и биполярной клеткой ON. Окружающий фоторецептор синапсирует с горизонтальной ячейкой, которая синапсирует с центральным фоторецептором, который синапсирует с биполярной ячейкой. «Light in Surround» Кейси Хенли находится под международной лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0.

    Центрально-объемная структура рецептивного поля имеет решающее значение для возникновения латерального торможения. Боковое торможение — это способность сенсорных систем улучшать восприятие краев стимулов. Важно отметить, что фоторецепторы, которые находятся в окружении одной биполярной клетки, также могут быть в центре другой биполярной клетки. Это приводит к прямому синаптическому эффекту на одну биполярную клетку, а также к косвенному влиянию на другую биполярную клетку.

    Рисунок 19.14.Край светового стимула перемещается в область рецептивного поля, окружающего ON биполярную ячейку B. Этот край также падает на центр рецептивного поля ON биполярной ячейки C. Свет вызовет деполяризацию биполярной ячейки C из-за прямого синапса с фоторецептор. Свет также вызовет гиперполяризацию биполярной ячейки B из-за непрямых синапсов через горизонтальную ячейку. Эта гиперполяризация вызывает большую разность мембранных потенциалов между ячейками B и C, которая возникла бы, если бы горизонтальные ячейки отсутствовали.Большая разность мембранных потенциалов между клетками приведет к усилению восприятия между темной и светлой сторонами края. «Боковое запрещение» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 International License.

    Хотя некоторые из использованных здесь изображений упростят рецептивное поле до одной клетки в центре и пары в окружении, важно помнить, что фоторецепторы покрывают всю поверхность сетчатки, а рецептивное поле является двумерным.В зависимости от уровня конвергенции биполярных и ганглиозных клеток рецептивные поля могут содержать множество фоторецепторов.

    Рисунок 19.15. Рецептивные поля существуют в двух измерениях вдоль поверхности сетчатки. В зависимости от расположения рецептивного поля и степени конвергенции, которая происходит в биполярной или ганглиозной клетке, рецептивное поле может содержать множество фоторецепторов. «Поверхность сетчатки» Кейси Хенли находится под лицензией Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 Международная лицензия.

    • Фоторецепторы и биполярные клетки не возбуждают потенциалы действия
    • Фоторецепторы гиперполяризуются на свету
    • ON биполярные клетки экспрессируют ингибирующие метаботропные рецепторы глутамата
    • OFF биполярные клетки экспрессируют возбуждающие ионотропные рецепторы глутамата
    • Воспринимающие поля круглые, имеют центр и окружение и различаются по размеру
    • Структура рецептивного поля допускает латеральное торможение
    1. Сравните и сопоставьте стержни и колбочки.
    2. Сравните и сопоставьте фовеа и диск зрительного нерва.

    ответы

    Сетчатка — Scholarpedia

    Рис. 1: Сетчатка (справа), состоящая из фоторецепторов, горизонтальных, биполярных и амакриновых клеток второго порядка и ганглиозных клеток третьего порядка, выстилает заднюю часть глаза (слева). Аксоны ганглиозных клеток проходят по поверхности сетчатки и образуют зрительный нерв, который передает визуальное сообщение другим частям мозга.Свет, сфокусированный роговицей и хрусталиком, проходит через сетчатку и улавливается фоторецепторами.

    Сетчатка представляет собой тонкий (~ 0,25 мм) слой нервной ткани, выстилающий заднюю часть глаза. Это часть мозга (центральной нервной системы), смещенная в глаз во время развития. В дополнение к светочувствительным фоторецепторным клеткам — палочкам и колбочкам — сетчатка содержит четыре основных класса нейронов — горизонтальные, биполярные, амакринные и ганглиозные клетки — наряду с одним основным типом глиальных клеток — клеткой Мюллера.Нейроны организованы в три клеточных (ядерных) слоя, разделенных двумя синаптическими (плексиформными) слоями. Практически все синапсы сетчатки находятся в плексиформных слоях, и вся визуальная информация перед тем, как покинуть глаз, проходит по крайней мере через два синапса, один во внешнем плексиформном слое, а другой — во внутреннем.

    Анализ визуального образа происходит в обоих плексиформных слоях. Внешний плексиформный слой (OPL) разделяет визуальную информацию на ВКЛ и ВЫКЛ и выполняет пространственный анализ типа на визуальном входе.Выходные нейроны OPL, ON- и OFF-биполярные клетки демонстрируют организацию антагонистического рецептивного поля центр-окружение. Внутренний плексиформный слой (IPL) больше связан с временными, и сложными аспектами зрительных стимулов. Многие клетки, получающие входные данные в IPL, реагируют временными ответами и очень чувствительны к движущимся стимулам. Выходные нейроны INL — ганглиозные клетки — передают визуальное сообщение остальной части мозга; одни ответы ганглиозных клеток отражают больше обработки OPL, другие — обработки IPL.

    Фоторецепторы

    Сетчатка большинства позвоночных содержит два основных класса фоторецепторных клеток: палочки и колбочки. Палочки обеспечивают зрение при тусклом свете, а колбочки функционируют при ярком свете и отвечают за цветовое зрение. Светочувствительность фоторецепторов является результатом присутствия молекул зрительного пигмента, содержащихся в специальной области клетки, называемой внешним сегментом. Один пигмент палочки, называемый родопсином, и три пигмента колбочек, которые максимально поглощают свет в красной, зеленой и синей областях спектра, находятся в сетчатке человека; виды, не относящиеся к млекопитающим, могут иметь 4 или более зрительных пигмента колбочек.

    Рисунок 2: Схема последовательности событий, происходящих после поглощения кванта света зрительным пигментом родопсина. Свет инициирует превращение родопсина в сетчатку и опсин через ряд промежуточных соединений метародопсина. Метародопсин II является активным промежуточным звеном, приводящим к возбуждению фоторецепторной клетки. В конце концов, хромофор родопсина, ретиналь, отделяется от белка опсина и превращается в витамин А (ретинол). Для ресинтеза родопсина форма витамина А должна быть изменена (изомеризована) с полностью транс-на 11-цис-форму, и эта изомеризация происходит в пигментном эпителии, покрывающем рецепторы.Витамин А пополняется в глазах витамином А, поступающим из крови.

    Все визуальные пигменты имеют похожий химический состав. Они состоят из двух компонентов: сетчатки (альдегид витамина А), называемой хромофором, связанной с белком опсином. Разные зрительные пигменты имеют разные опсины, и это объясняет различия в их цветовой чувствительности. Светочувствительность зрительных пигментов обусловлена ​​хромофором сетчатки. Когда молекула зрительного пигмента поглощает квант света, происходит несколько изменений конформации (формы), сначала в хромофоре, а затем в белковой (опсиновой) части молекулы.Конформационные изменения опсина приводят к ряду промежуточных продуктов, называемых метародопсинами (рис. 2), и один из них, метародопсин II, приводит к возбуждению фоторецепторной клетки через каскад молекулярных взаимодействий.

    Все фоторецепторы позвоночных гиперполяризуются в ответ на свет (т.е. внутренняя часть клетки становится более негативной). Почему фоторецепторы гиперполяризуются на свету: в темноте мембрана внешнего сегмента проницаема (проницаема) для Na + .Поскольку уровни Na ​​ + выше вне клетки, чем внутри, положительно заряженные ионы Na + проникают в клетку в темноте, вызывая частичную деполяризацию клетки (т. Е. Внутренняя часть клетки более положительна, чем обычно бывает для нейронов. на отдыхе). Свет снижает проницаемость мембраны внешнего сегмента до Na + , тем самым уменьшая поток положительных ионов в клетку и заставляя внутреннюю часть клетки становиться более отрицательной (т.е. гиперполяризованной).

    Ямка

    У многих приматов, включая людей, некоторых птиц и рептилий, небольшая область сетчатки специализируется на зрении высокой остроты. Она называется ямкой и расположена в центре (то есть на зрительной оси глаза). Слои сетчатки под фоторецепторами смещены вбок вокруг ямки, так что свет может попадать более прямо на фоторецепторы. Это приводит к истончению сетчатки в центре, образуя так называемую фовеальную ямку. Только колбочки присутствуют в центральной области фовеа, и фовеальные конусы — самые тонкие и самые длинные фоторецепторы в сетчатке.Свободная от стержней область у человека составляет около 0,3 мм в диаметре и содержит примерно 35 000 колбочек. В ямке человека не обнаружено кровеносных сосудов, и, кроме того, в центре ямки имеется несколько колбочек, поглощающих синий цвет. Эти специализации служат для улучшения визуального разрешения ямки.

    Нейроны: клеточная и синаптическая организация

    Рисунок 3: (а) Схематическое изображение ленточного синапса биполярных клеток (острие стрелки) и обычного синапса амакриновых клеток (стрелка) обратно на терминал биполярной клетки (B).Один постсинаптический процесс в ленточном синапсе — это отросток амакринных клеток (A), другой — дендрит ганглиозных клеток (G), типичное расположение терминалей биполярных клеток конуса у приматов. (b) Схематический рисунок ленты и плоских / базальных синапсов, образованных концевыми точками конуса у приматов. H — горизонтальный клеточный отросток; IMB, инвагинирующий карликовый биполярный дендрит; FMB, плоский карликовый биполярный дендрит: FB, дендрит плоских биполярных клеток.

    Хотя существует всего четыре основных класса нейронов сетчатки в дополнение к фоторецепторам, в каждом из этих классов существует множество типов нейронов.Сетчатка обычно имеет один тип стержневых клеток и три или четыре типа колбочек, которые максимально чувствительны к свету с разной длиной волны (например, красный, зеленый, синий свет). В большинстве сетчаток существует от трех до четырех горизонтальных типов клеток и от девяти до одиннадцати биполярных типов клеток. Типы амакриновых клеток, как правило, наиболее многочисленны, в сетчатке их насчитывается до двадцати и более. Наконец, у разных видов идентифицировано от двенадцати до пятнадцати типов ганглиозных клеток. Два типа химических синапсов были идентифицированы во всех сетчатках — ленточные синапсы, образованные фоторецепторами и биполярными терминальными окончаниями, и обычные синапсы, образованные амакриновыми и горизонтальными клетками (рис. 3).Ленточные синапсы характеризуются плотной лентообразной структурой, обнаруженной пресинаптически, которая служит конвейерной лентой для доставки синаптических везикул к пресинаптической мембране, где они связываются и высвобождают свое содержимое. Обычные синапсы характеризуются скоплением синаптических везикул, прикрепленных к мембране, с которой они связываются. Кроме того, фоторецепторы колбочки образуют необычный химический синапс, называемый плоским или базальным переходом, в основном, с биполярным соединением выключенного типа.
    клетки, и, наконец, электрические синапсы наблюдаются между многими типами нейронов сетчатки.

    Рисунок 4: Сводная диаграмма синаптической организации сетчатки приматов. R, стержень; C, конус, FMB, плоская сверхмаленькая биполярная ячейка; IMB, инвагинирующая карликовая биполярная клетка; H — горизонтальная ячейка; IDB, инвагинирующая диффузная биполярная клетка; РБ — стержневая биполярная ячейка; I — межклеточная клетка; А — амакриновая клетка; G — ганглиозная клетка; MG, сверхмалые ганглиозные клетки.

    На рисунке 4 в очень упрощенном виде показаны клеточные и синаптические
    организация сетчатки приматов. Фоторецепторы, стержни (R) и колбочки (C) обеспечивают вход в OPL, контактируя с горизонтальными клетками (H) через ленточные синапсы и биполярные клетки через ленточные или плоские / базальные синапсы.Один тип горизонтальной ячейки изображен вместе с четырьмя типами биполярных ячеек; плоские (OFF-) и инвагинирующие (ON-) сверхмалые биполярные клетки, которые контактируют с одним конусом (FMB и IMB), диффузные биполяры, которые контактируют с несколькими колбочками (IDB), и стержневые биполяры (RB), которые контактируют только со стержнями. В IPL биполярные клетки через ленточные синапсы контактируют со сверхмалыми ганглиозными клетками (MG), более крупными диффузными ганглиозными клетками (G) и амакриновыми клетками (A). Стержневые биполярные клетки контактируют с амакриновыми клетками, которые передают информацию о стержнях терминалам биполярных клеток колбочек и крупным ганглиозным клеткам.Другие амакриновые клетки контактируют со сверхмалыми биполярными окончаниями, а также с сверхмалыми и диффузными ганглиозными клетками. Наконец, особый тип амакриновой клетки, называемый интерплексиформной клеткой (I), получает входные данные в INL и передает информацию обратно в ячейки OPL (рис. 4).

    Световые отклики и обработка информации сетчаткой глаза

    Рисунок 5: Внутриклеточные ответы от рецепторных, горизонтальных, биполярных, амакриновых и ганглиозных клеток сетчатки грязной щенки. Дистальные нейроны сетчатки (рецепторные, горизонтальные и биполярные клетки) реагируют на освещение с устойчивыми градуированными потенциалами; проксимальные нейроны сетчатки показывают как устойчивые, так и временные потенциалы и потенциалы действия.Рецепторные, биполярные и ганглиозные клетки по-разному реагируют на центральное (точечное) и окружающее (кольцевое) освещение. Горизонтальные и амакриновые клетки обычно одинаково реагируют на точечное и кольцевое освещение; здесь показаны ответы на небольшое кольцо (250 мкм), которое стимулирует как центр, так и окружение рецептивного поля. Изображенная биполярная клетка представляет собой центрально-гиперполяризующую клетку, показанная амакриновая клетка — временная амакринная клетка, а ганглиозная клетка — нецентральная клетка. Стрелки в общем указывают, как синаптически генерируются ответы.

    Дистальные нейроны сетчатки — фоторецепторы, горизонтальные и биполярные клетки — реагируют на свет устойчивыми ступенчатыми изменениями мембранного потенциала (напряжения). Большинство этих клеток также реагируют гиперполяризацией в ответ на световые стимулы — мембранный потенциал становится более отрицательным (рис. 5). Более проксимальные нейроны сетчатки реагируют на свет в основном деполяризацией — мембранный потенциал становится более положительным — и они генерируют потенциалы действия, как и большинство нейронов головного мозга. Дистальные нейроны сетчатки используют устойчивые градиентные потенциалы для передачи зрительных сигналов, вероятно, по двум причинам: 1) они имеют относительно короткие отростки и им не нужно переносить информацию на большие расстояния; следовательно, электротонического распространения потенциала вдоль клеточной мембраны достаточно для передачи информации от одного конца клетки к другому; и 2) градиентные потенциалы способны различать более широкий диапазон сигналов, чем события типа « все или ничего » (т.е. потенциалы действия).

    Все фоторецепторы гиперполяризуются в ответ на свет; через свои синапсы они вызывают гиперполяризацию горизонтальных и выключенных биполярных клеток, а деполяризацию включенных биполярных клеток. Горизонтальные клетки действуют как латеральные тормозящие нейроны, устанавливая классическую организацию рецептивного поля центр-окружение, впервые заметную в биполярных клетках. Центральный ответ отражает прямой вход фоторецепторов-биполярных клеток; антагонистический объемный ответ отражает ингибирующий горизонтальный вход клеток от более дистальных фоторецепторов.В большинстве сетчаток наблюдаются два типа ответа амакриновых клеток — временный и устойчивый. Временные амакриновые клетки могут реагировать деполяризацией при включенном, выключенном или одновременно включенном и выключенном освещении. Устойчивые амакриновые клетки могут деполяризоваться или гиперполяризоваться на свету. Потенциалы действия часто наблюдаются на деполяризующих ответах амакриновых клеток.

    Все ганглиозные клетки генерируют потенциалы действия, и на полное освещение наблюдаются три основных типа ответов; Ячейки ВКЛ, ВЫКЛ и ВКЛ-ВЫКЛ.Однако при зондировании сетчатки маленькими световыми пятнами обнаруживается, что организации рецептивного поля ганглиозных клеток разнообразны и сложны, отражая возбуждающие, тормозящие и модулирующие взаимодействия, происходящие в сетчатке, особенно во внутреннем плексиформном слое. Наиболее заметны контрастно-чувствительные ганглиозные клетки, находящиеся в центре, вне окружения, и клетки вне центра, окружающие клетки (рис. 6а). Недавнее исследование выявило десять подтипов ответов ганглиозных клеток в сетчатке кролика и сопоставило их с различными морфологическими типами ганглиозных клеток.Каждый из этих типов ганглиозных клеток обеспечивает более высокие зрительные центры с несколько различным представлением изображения, падающего на сетчатку. Таким образом, в сетчатке происходит большая часть визуальной обработки, масштабы которой почти наверняка не полностью осознаются.

    Интригующий тип ганглиозных клеток, обнаруженных во многих сетчатках, — это чувствительные к движению клетки, которые избирательны по направлению — они хорошо реагируют, когда пятно света движется по сетчатке в одном направлении, но совсем не реагирует, когда пятно движется в противоположном. направление (рисунок 6b).Особый тип амакриновой клетки — амакриновая клетка звездообразования — участвует в генерации направленно-селективных ответов, и понимание синаптических взаимодействий, которые лежат в основе направленной избирательности в этих ганглиозных клетках, хорошо известно.

    Рисунок 6: (а) Идеализированные ответы и карты рецептивного поля для центральных (вверху) и нецентральных (внизу) контрастно-чувствительных ганглиозных клеток. Рисунки слева представляют гипотетические реакции на световое пятно, представленное в центре рецептивного поля, в окружении рецептивного поля или как в центральной, так и в окружающих областях рецептивного поля.Символ + на карте рецептивного поля указывает на увеличение скорости активации клетки, то есть возбуждение; а — символ указывает на уменьшение скорострельности, то есть торможение. (б) Идеализированные ответы и карта рецептивного поля для чувствительной к направлению ганглиозной клетки. Такие клетки отвечают вспышкой импульсов как в начале, так и в конце светового пятна, присутствующего в любом месте рецептивного поля клетки. Этот ответ обозначается символом + по всей карте. Движение светового пятна через воспринимающее поле в предпочтительном направлении (открытый кружок) вызывает стрельбу из клетки, которая длится до тех пор, пока пятно находится внутри поля.Движение светового пятна в противоположном (нулевом) направлении (пустой квадрат) вызывает подавление поддерживаемой активности клетки до тех пор, пока пятно находится в пределах рецептивного поля.

    Передатчики, модуляторы и рецепторы

    Сетчатка, как и другие области мозга, содержит большое количество нейроактивных веществ (рис. 7). Они включают в себя оба нейротрансмиттера — вещества, которые действуют быстро и непосредственно на нейроны сетчатки, изменяя проницаемость мембраны для одного или нескольких ионов; и нейромодуляторы — вещества, которые обычно действуют медленнее, изменяя нейроны посредством внутриклеточных биохимических каскадов.Относительно немного веществ, по-видимому, служат нейротрансмиттерами сетчатки; Большинство нейроактивных веществ, высвобождаемых нейронами сетчатки (в основном амакриновыми клетками), по-видимому, имеют нейромодулирующую природу, хотя мало что известно о действии или роли большинства из этих веществ.

    Рисунок 7: Нейроактивные вещества, присутствующие в нейронах сетчатки

    Аминокислоты и ацетилхолин являются основными нейротрансмиттерами, используемыми в сетчатке. L-глутамат используется как фоторецепторами, так и биполярными клетками в качестве их возбуждающего передатчика, тогда как ацетилхолин используется в качестве возбуждающего нейромедиатора в IPL, главным образом амакриновыми клетками со звездообразованием.ГАМК и глицин являются основными тормозными передатчиками, используемыми в сетчатке, и считается, что 80% амакриновых клеток выделяют то или иное из этих веществ. Основная область исследования — выявление различных рецепторов / каналов, присутствующих в нейронах, которые опосредуют действия
    нейротрансмиттеры / модуляторы в сетчатке. Например, ясно, что ON- и OFF-биполярные клетки и, возможно, даже горизонтальные клетки экспрессируют разные рецепторы глутамата, и то, как эти рецепторы / каналы вызывают ответы различных нейронов, становится понятным.Особенно интересная задача состоит в том, чтобы понять, как глутамат, высвобождаемый из фоторецепторных клеток, вызывает ответ ON-биполярных клеток. Были задействованы два типа молекул — метаботропный рецептор глутамата, экспрессируемый палочковыми биполярными клетками у всех видов, и рецептор, подобный переносчику, экспрессируемый биполярными клетками ON-конуса в сетчатке костистых костей.

    Считается, что ряд веществ действует как нейромодулирующие агенты в сетчатке, хотя то, как они действуют, и их роль плохо изучены.Предлагаемые нейромодулирующие вещества включают ряд аминов, нейропептидов и других веществ, таких как оксид азота, ретиноевая кислота и цинк. Около дюжины нейропептидов было идентифицировано в сетчатке, в основном в амакриновых клетках, и часто они колокализованы с ГАМК. Их роль и значение совместной локализации с ГАМК неизвестны.

    Из всех предложенных нейромодулирующих веществ мы больше всего знаем о роли дофамина, который, как было показано, модулирует электрические (щелевые) соединения в сетчатке и рецепторы глутамата на горизонтальных и биполярных клетках.Дофамин через циклический AMP и протеинкиназу A (PKA) изменяет проводимость многих щелевых контактов сетчатки и чувствительность некоторых рецепторов глутамата к глутамату. Также считается, что дофамин в сетчатке играет роль в установлении циркадной ритмики сетчатки и в регулировании двигательных движений сетчатки у рыб и других видов, не относящихся к млекопитающим.

    Список литературы

    Бейлор, Денис А. (1987) Сигналы фоторецепторов и зрение,
    Исследовательская офтальмология и визуализация.28, 34-49.

    Доулинг, Джон Э. (1987) Сетчатка: доступная часть мозга. Издательство Гарвардского университета.

    Фрид, С. И., Мюнх, Т. А. и Верблин, Франк С. (2005) Направленный
    селективность формируется на нескольких уровнях за счет латерального смещения ингибирования в сетчатке кролика. Нейрон. 46, 117-127.

    Колб, Хельга, Риппс, Х. и Ву С. (ред.) (2001) Концепции и проблемы в биологии сетчатки. Амстердам: Эльзевир.

    Поляк, Стивен Л. (1941) Сетчатка.Чикаго: Издательство Чикагского университета.

    Родик, Роберт В. (1998) Первые шаги в видении. Сандерленд,
    MA: Sinauer Associates.

    Roska, Botond, Molnar, A., Werblin, Frank S. (2006) Параллель
    процессинг в ганглиозных клетках сетчатки: как интеграция пространственно-временных паттернов возбуждения и торможения формирует импульсный результат, Journal of
    Нейрофизиология, 95, 3810-3822.

    Стерлинг П.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *