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研究人员为探究 dRGCs 特性，分析其在小鼠视网膜的分布和功能，发现其分布非随机，且与常规 RGCs 功能相似。
在神秘的视网膜世界里，视网膜神经节细胞（Retinal ganglion cells，RGCs）犹如一群精密的 “信息传递员”，承担着将光信号转化为电信号并传递给大脑的重任。RGCs 种类繁多，在小鼠中就包含超过 40 种不同类型，它们各自分工明确，通过独特的形态、分子特征和光反应特性来履行职责。正常情况下，RGCs 的细胞体位于神经节细胞层（ganglion cell layer，GCL），然而，有一些特殊的 “例外分子”—— 移位视网膜神经节细胞（displaced retinal ganglion cells，dRGCs），它们的细胞体却身处内核层（inner nuclear layer，INL）。
以哺乳动物中的 M1 型内在光敏视网膜神经节细胞（intrinsically photosensitive ganglion cells，ipRGCs）为例，这类 dRGCs 的存在引发了诸多疑问。尽管科研人员对 ipRGCs 有了一定了解，知道它包含 M1 - M6 等多种类型，且在图像和非图像形成视觉中发挥着重要作用，但对于 dRGCs 与常规 ipRGCs 之间的关系，却知之甚少。过去，dRGCs 常被视为发育异常的 “产物”，在研究 RGCs 镶嵌结构时被忽视。但在鸟类中，dRGCs 有着明确的功能，它们主要投射到副视系统，参与视动性眼球震颤和视网膜图像稳定过程。那么在哺乳动物中，dRGCs 又扮演着怎样的角色呢？这成为了亟待解开的谜题，也促使德国卡尔?冯?奥西茨基大学视觉神经科学系等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
为了揭开 dRGCs 的神秘面纱，研究人员采用了多种关键技术方法。在组织处理方面，他们严格按照德国动物保护法，对野生型 C57Bl6/J 小鼠和 thy1 - GFP - O 小鼠进行处理，获取视网膜样本并妥善保存。免疫组化技术（Immunohistochemistry）则用于标记和识别不同类型的 RGCs，通过使用多种抗体，如 RBPMS、SMI - 32、calbindin、melanopsin 等，精确区分 M1、M2 和 sONαRGCs 等细胞类型。多电极阵列记录（Multi - electrode array recordings）技术的运用，使得研究人员能够记录 RGCs 的电活动，分析其光反应特性和感受野特性。此外，研究人员还利用了视网膜整体重建和密度计算技术，通过标记视网膜上的多个地标，运用 Retistruct 软件将扁平的视网膜重建为眼部的部分球体结构，从而准确计算细胞密度和分布。
研究结果主要围绕以下几个方面展开：
- 免疫标记物与细胞类型鉴定：研究发现，黑色素蛋白（melanopsin）免疫标记在小鼠视网膜上呈现不均匀的染色模式，在不同区域的表达存在差异，这使得仅依靠它难以可靠地识别细胞类型。而骨桥蛋白（Osteopontin）可以作为 M2 ipRGCs 的标记物。通过一系列实验，研究人员利用多种免疫标记物的组合，成功区分了 M1、M2 和 sONαRGCs 等细胞类型。例如，M1 ipRGCs 为骨桥蛋白阴性、黑色素蛋白强阳性，树突分层在 IPL 的最远端（sublamina S1）；M2 ipRGCs 则是骨桥蛋白阳性、黑色素蛋白强阳性，树突分层在 IPL 的最近端（sublamina S5）。
- 树突平铺模式：研究人员分析了 dRGCs 与常规 RGCs 的树突空间排列。通过对 sONαRGCs 和 M1 ipRGCs 的研究发现，dRGCs 能够与常规 RGCs 的树突共同平铺视网膜，完成镶嵌结构。在显微镜下可以观察到，即使 SMI - 32 无法完全标记树突的最外周部分，但 dRGCs 和常规 RGCs 在 IPL 的同一层分层，且 dRGCs 能够填补常规 RGCs 镶嵌结构中的空缺，均匀地覆盖视网膜。
- 感受野特性：为了探究 dRGCs 的功能，研究人员对 sONαRGCs 的感受野进行了研究。他们通过多电极阵列记录技术，对 GFP - O 小鼠视网膜进行记录，刺激后发现，常规和移位的 sONαRGCs 具有相似的光反应特性，两者的感受野半径没有显著差异，且移位的 sONαRGCs 的感受野能够完美地融入其常规对应细胞的感受野镶嵌结构中。
- RGCs 在视网膜的分布：研究人员对 RGCs 在视网膜的分布进行了大规模分析。在 GCL 中，RGCs 并非均匀分布，除了存在从中央到外周的密度梯度外，在背侧和腹侧部分还呈现出密度增加的趋势。不同类型的 RGCs，如 M1、M2 和 sONαRGCs，在 GCL 中的分布也不遵循总体 RGCs 的密度梯度，各有其独特的分布模式。在 INL 中，dRGCs 的分布同样呈现出细胞类型特异性的模式，既不遵循所有 RGCs 的总体密度分布，也与相应细胞类型在 GCL 中的分布不同。例如，移位的 M1 ipRGCs 主要聚集在视盘上方的条纹状区域，而 M2 ipRGCs 很少发生移位。
研究结论和讨论部分表明，该研究首次引入骨桥蛋白作为 M2 ipRGCs 的标记物，全面分析了 dRGCs 的分布和空间排列与 GCL 中常规 RGCs 的关系。研究发现，dRGCs 的分布并非随机，而是具有细胞类型特异性。从解剖学和电生理学证据来看，dRGCs 能够与常规 RGCs 共同形成镶嵌结构，完成树突和功能感受野的平铺，且基本光反应特性相似，这意味着它们可能属于同一类型，在相应的 RGCs 群体中发挥相同的功能作用。不过，dRGCs 的位移存在细胞类型特异性模式，比如移位的 M1 ipRGCs 形成的条纹状区域在常规 M1 ipRGCs 中并不明显，这暗示着 dRGCs 可能还存在尚未被发现的特殊功能。此外，在哺乳动物中，dRGCs 与内侧终核（medial terminal nucleus，MTN）的关系尚不明确，虽然在转基因小鼠中，dRGCs 数量增加会伴随 MTN 中 RGC 轴突终末数量增多，但总体来说，dRGCs 对 MTN 的神经支配情况仍需进一步研究，以明确其在眼动中的潜在作用。
综上所述，这项研究为我们理解视网膜神经节细胞的组织结构和功能提供了重要线索，对深入探索视觉系统的奥秘有着重要意义。同时，也为后续研究 dRGCs 的特殊功能以及它们在相关疾病中的潜在作用奠定了坚实基础。
