多巴胺与视网膜功能关系的研究现状概要

多巴胺与视网膜功能关系的研究现状

关键词：多巴胺；视网膜；神经递质；多巴胺受体摘要多巴胺(DA)是中枢神经递质之一。多巴胺受体根据其对腺苷酸环化酶活力的不同影响及具有专一性配体分为D1样和D2样两型。DA在视网膜信息传递、光刺激的反应以及视网膜缺血性损伤等病变中起着重要的作用。叙述了DA神经元在视网膜的分布、DA受体的定位、DA在视网膜的生理功能以及该领域研究的新进展。

Study of the relationship between Dopamine and retinal functi on Abstract Dopamine（DA）

is one of neurotransmitters of the central nervous system．Do pamine receptors are classified into D1 and D2 types based upon their effects on adenylate cyclase activity and their s pecific ligands．DA plays important functional roles in signal transduction，

reaction to light stimuli，and pathogenesis of retinal ische mia．This paper reviews the distribution of DA neurons in re tina，the localization of DA receptors，

the physiologic roles of DA in the retina and new progress in this study field．Key words

Dopamine retina neurotransmitter Dopamine receptor 在中枢神经系统已发现许多不同的神经递质，包括乙酰胆碱、谷氨酸、γ-氨基丁酸（γ-amino-butyric acid，GABA）、甘氨酸、多巴胺（dopamine，DA）、5-羟色胺等。视网膜是中枢神经系统的一部分，它同时具有中枢和外周神经系统的功能。视网膜细胞通过神经递质进行信息的传递，可对非常复杂的刺激特征起反应［1］，如对刺激运动方向的识别及同时比较两个不同波长的光等［2］。有关研究已证明视网膜含有许多DA神经元，并与其他各类神经元产生广泛的联系，以协同产生生理功能和生化效应，但它在视网膜的确切功能目前尚了解有限。本文就该领域的研究进展概述如下。 1 DA的生物合成DA属儿茶酚胺类，它的合成起源于酪氨酸。酪氨酸通过血脑屏障后被载入DA神经元，在酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase，TH）的作用下先转变为L-多巴

（L-dlihydroxphenylalanine，L-DOPA），再经多巴脱羧酶的作用形成DA。TH 是一种限速酶，已被认为是DA神经元的可靠标志。 2 DA神经元在视网膜的分布视网膜由光感受器、水平细胞、双极细胞、网间细胞、无长突细胞和神经节细胞组成，由前四者的突触联系构成外网状层（outer plexiform layer，OPL）后四者的突触联系组成内网状层（inner plexiform layer，IPL）。OPL主要与光照的静态与空间有关，IPL则主要与光刺激的动态或时间方面有关［3］。双极和网间两类细胞联系着内外网状层。水平细胞和无长突细胞分别在外、内网状层起着信息的整合作用。在视网膜，光受体对光亮起反应，而神经节细胞的轴突形成视神经纤维，将各种信息输出。IPL可被分为亚层A和亚层B，通常它们再进一步分5层。在所有种属的视网膜，DA神经元均在第1层分支成网状，而在某些种属DA神经元还在第3和第5层分支成网状［4］，它们主要与其他无长突细胞形成突触联系。在灵长类，DA能无长突细胞的分布与视杆细胞相似［5］。在哺乳动物的视网膜，DA能无长突细胞与

视杆细胞特异性连接，这些DA神经元与插入视杆双极细胞和神经节细胞间的

AⅡ型无长突细胞也有广泛的联系［6～8］。视杆信号并入视锥通路是经过AⅡ型无长突细胞，它通过缝隙连接与其它AⅡ型无长突细胞和视锥双极细胞相连［9］ 3 DA受体及其在视网膜的定位DA受体主要根据其对腺苷酸环化酶活力的不同影响及具有专一性配体分为D1样和D2样两种类型，D1样受体激活腺苷酸环化酶的活性，而D2样受体则抑制该酶的活性。应用基因克隆技术已证明D2样受体有D2长(D2L)、D2短(D2S)、D3和D44个亚型；D1样受体有D1和D5两个亚型［10］。Yazulla和Lin［11］应用体外放射自显影方法，研究D1和D2受体在金鱼视网膜的分布，结果表明D1受体主要分布在OPL 水平细胞体，较少在内核层和IPL；而D2受体出现在视网膜的两个区带：OPL 水平细胞体和IPL，在网间细胞还存在D2自身受体。这些结果与电生理研究的结果是一致的，提示在金鱼视网膜的内、外网状层均有D1和D2受体。在鸡视网膜，DA能无长突细胞含有D2受体，而不含D3和D4受体；D2／D3蛋白免疫反应发生在光受体内节段、OPL、IPL和神经节细胞层。原位杂交研究提示D2型受体mRNA位于视网膜所有核层细胞体中，而D4受体mRNA仅限于视网膜的内半部分［12］。应用反转录多聚酶链式反应（RT-PCR）技术观察人的D4受体分布，发现D4mRNA最多分布在视网膜，其次是脑、胎盘和肾脏［13］。 4 DA在视网膜的生理功能4．1 参与视网膜信息传递调控所有脊椎动物视网膜的组织结构都是相似的。神经元的胞体和突起分布在视网膜不同的层次里，细胞间的功能联系几乎全部在两个网状层内，而细胞体分布在三个核层里。已有研究结果证明网间细胞为DA神经元(属于IPL)，其末梢与水平细胞形成突触，它释放的DA作用于水平细胞的D1受体上，降低水平细胞对光的反应性，并使水平细胞间经缝隙连接的电耦合减弱，影响暗／明适应机制，D1阻滞剂可使水平细胞对光反应增加数倍。在大鼠和人的视网膜有一种无长突细胞属于DA神经元，它与网间细胞有突触联系。DA能无长突细胞还可接受谷氨酸能双极细胞［14］、GABA能无长突细胞［15］、甘氨酸能无长突细胞［10］和5-羟色胺能双极细胞和／或无长突细胞的信息传入［16］。视网膜的突触传递是通过直接接触和轴突神经递质释放两种途径进行的。电生理研究表明DA是一种与神经节细胞放电率有关的抑制性神经递质，一般认为DA在视网膜神经元发挥抑制性作用。4．2 与Ca2＋、K＋的关系增加细胞外液K＋浓度可使神经细胞去极化，而去极化将促使神经递质释放。在乌龟视网膜，K＋浓度增加可刺激内源性DA的释放［17］。然而，当细胞外缺乏Ca2＋时，K＋浓度升高并不增加DA的释放，说明去极化时DA的释放是依赖Ca2＋的［18］。在金鱼［19］、兔［20］和人［21］的视网膜也有类似结果。Biedermann等［22］发现哺乳动物Müller细胞表达功能性的D2受体，该受体的活性与K＋通道有关，它对视网膜K＋清除及信息加工具有重要作用。4．3 与光刺激的关系神经化学实验表明，DA神经元在亮和暗的环境中具有不同的活性。明适应时DA的更新转换比暗适应时高4～5倍［23］，闪烁光可明显增加DA的释放［18］。在较低等的脊椎动物，外源性DA可通过D2受体引起锥细胞收缩和色素颗粒弥散，光也有同样的作用［24］。因为没有DA神经元的突起终止在光受体上，所以这个作用很可能是由于DA从无长突细胞或网间细胞扩散所致。Harsanyi［25］等在体外金鱼视网膜的研究中发现，未连接于视锥水平细胞的N-甲基-D-门冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体的活性和它们对光反应的减弱是通过增加DA的释放来实现的。闪烁光(而不是持续光)可