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摘要视觉是生物体最重要的感知觉。视网膜是具有严格分层结构的神经组织，是参与视觉信息处理的第一工作站。视网膜包括了多种神经元细胞与神经胶质细胞,这些不同的细胞类群在视觉信息的获取与处理过程中，相互协调，将光信号转换为电信号，并进一步编码处理向中枢神经系统进行视觉的信息传递，从而形成视觉感知。<br>　　视觉适应是视觉信息处理过程中的一项基本生理过程,主要是指视觉系统能够根据外界环境光强的变化进行相应视觉灵敏度的动态调整。从夜晚的星光到明亮的白天，为了让脊椎动物的视觉系统在跨度很大的环境光照下进行有效的工作,这就需要视网膜在动态的环境光照变化范围内进行实时的调整，灵活的对环境刺激做出响应，进行精细的视觉分析。现阶段光感受器细胞参与的光信号转导通路被认为是视网膜进行光暗适应的主要调节机制，对于视网膜中的其他多种细胞类群在光暗适应下发生的分子特征的变化和细胞之间相互协作的机制了解甚少。<br>　　为了全面了解光暗适应下视网膜中各细胞类群的基因转录表达和生理功能的变化，以及细胞类群之间的相互作用联系，我们利用10x单细胞RNA测序(scRNA-seq)绘制了光暗适应条件下25 176个视网膜单细胞的转录组图谱，并基于差异表达基因(DEGs)和细胞间通讯等多种数据分析方式，构建了光暗适应下视网膜各细胞类群之间的细胞通讯图谱，研究结果显示视网膜中的各细胞类群之间存在着明显的光暗适应转录异质性，基因表达水平具有类群特异性，光暗适应下差异表达的基因主要集中存在于Müller胶质细胞中。此外，在光适应过程中，Müller细胞与其他视网膜细胞的相互作用强度高于暗适应过程，这些都提示Müller细胞在光暗适应过程中的视网膜细胞间通讯联系中起着至关重要的作用。<br>　　对不同细胞类群在光暗适应的转录本异质性进行进一步的分析研究，我们发现视网膜的光感受器细胞中多巴胺4型受体Drd4基因在暗适应条件下的表达相对较高。我们使用单细胞电生理记录的方式，在视网膜样本中加入DRD4特异的拮抗剂来模拟视网膜在光适应条件的情况，首次发现DRD4的功能性抑制会使得光适应过程中光感受器细胞的光反应灵敏度降低，阈值下降，并且反应的延迟效应被加速恢复，说明特异表达在光感受器细胞Drd4基因在光适应条件下会调控视杆细胞的光反应时程，从而参与环境光照不断变化的生理响应。<br>　　此外，研究发现在Müller细胞中Dio2基因特异性在光适应下表达升高。DIO2是2型甲状腺原氨酸脱碘酶，是参与维持生物体内甲状腺激素浓度变化最重要的一类酶。我们的研究结果表明，光信号会刺激Müller细胞中Dio2基因的转录水平升高，使得视网膜中甲状腺激素(T3)的浓度升高，进而激活视网膜细胞中的甲状腺激素信号通路。结合视网膜电生理，单细胞测序以及能量代谢检测等方法，这些研究结果表明在光适应下，视网膜中增加的甲状腺激素会促进视网膜中除了视杆细胞之外的其他类型细胞内线粒体基因的转录水平升高，增强视网膜中的线粒体呼吸代谢，提高视锥细胞的感光能力，进而参与调节视网膜的感光功能。<br>　　综上所述,我们的研究表明视网膜中各细胞类群在光暗适应过程中表现出了全局性的转录水平的变化，不同细胞类群对于光暗适应过程存在着独特的分子变化，光感受器细胞中Drd4的表达会受到光信号的抑制，而光信号会诱导Müller细胞中Dio2的表达。此外，我们详细的描绘了光暗适应下视网膜Müller细胞通过甲状腺激素信号与其他神经细胞类群的相互协同调控网络，对于光暗适应和视觉感知系统的认识具有重要的意义。