视网膜感光细胞对仿生电场刺激的非矢量应答

正常状态下眼组织的细胞暴露于生物体内生电场中,故电场可以调控眼组织细胞一系列的生物学性能.细胞对电场信号的应答可分为两个方面,细胞对电场矢量的应答(迁移、定向生长等)和细胞对电场刺激的非矢量应答(增殖、凋亡等),而细胞对电场矢量的应答是最常见的应答现象.同时,细胞外的电场也能引起细胞内的信号转导,进而调控细胞的行为,但是对细胞内的应答机制目前知之甚少,所以对细胞非矢量性应答的机制也了解甚少.而感光细胞对电场刺激非矢量性应答的分子机制目前研究处于空白阶段,故本研究着重于探究感光细胞对于电场刺激的非矢量性应答的机制.为了探究电场刺激对感光细胞的影响,本课题组自主研发了一款电场刺激仪,研究发现,60和90 m V/mm强度的电场刺激能提高细胞活性,促进细胞增殖.检测基因表达谱,利用通路分析发现,Ca~(2+)离子依赖的ERK通路在细胞对电场刺激的应答中扮演重要角色.实验结果进一步证明,电场刺激促进Ca~(2+)离子内流进而改变了感光细胞的生长平衡,可以预见电场影响感光细胞的离子转运在感光细胞对电场刺激的应答过程中具有重要的意义.总而言之,本课题组发现,电场影响细胞内外的Ca~(2+)离子流,引发细胞内一系列的级连反应,使细胞的生长状态发生了改变.