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沒有視網膜「垃圾」 視力或受損

2017/10/16 — 14:21

via pexels.com

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有些東西你沒有用,可能其他人當是寶——這個說法亦適用於眼球之中。最新刊於《eLife》的研究顯示,視網膜會燃燒葡萄糖為兩種感光細胞視錐及視桿細胞供應能量,剩餘的「垃圾」乳酸,竟由視網膜下的色素上皮層 (retinal pigment epithelium, RPE) 使用。一旦沒有乳酸, RPE 就會盜取葡萄糖,感光細胞會因此缺乏足夠能量然後死亡,影響視力。研究亦解釋到為何隨年紀增長視力會衰退以及其他眼疾如黃斑部退化 (macular degeneration) 的出現。

視錐視桿細胞 (cone and rod cell) 需要大量能量才能識別光線顏色以及在夜間保持一定視力。過去有研究指,視網膜下的 RPE 會運送血液中的葡萄糖到視網膜,但為何 RPE 並不自行使用該些葡萄糖則尚未有合理解釋。

經過十年研究,華盛頓大學生物化學家 James Hurley 的團隊發現,感光細胞會燃燒葡萄糖,將剩餘的「垃圾」乳酸輸送到 RPE 作為能量使用。為了解葡萄糖與乳酸如何在眼球中輸送,團隊在培養皿培植 RPE ,並同時研究老鼠視網膜,分析兩者的生物化學狀況。

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團隊發現, RPE 的線粒體 (mitochondria) 會燃燒乳酸為皮層提供能量,容許葡萄糖經過而不被消耗。然而,當團隊移除 RPE 的乳酸時, PRE 會轉用葡萄糖,令感光細胞缺乏能量而死。之前也曾有研究顯示,視網膜線粒體受損會引發黃斑部退化。

了解到眼球兩種使用能量路徑的關係相當重要,除了可為研發治癒眼疾藥物提供新方向,也可能有助基因治療的發展,因為有很多基因缺陷都會造成細胞葡萄糖匱乏。

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研究亦解答了一些長久以來的眼科謎團,例如學者向來不能理解為何視錐細胞會在視桿細胞出現問題時死亡——很多時這些視桿細胞是無法產出乳酸, RPE 就會盜取葡萄糖,最終也令視錐細胞死亡;衰老亦會影響葡萄糖及乳酸平衡,引致視力受損。

不過,團隊提醒其他學者應以活體眼睛再作深入研究,才能更了解實際眼球不同部份的能量交換過程。

來源:
Science, Your eyes make waste. Without it, you could go blind, 13 October 2017

報告:
Know, M.A., Giarmarco, M.M., Tsantilas, K. & et al. (2017). Biochemical adaptations of the retina and retinal pigment epithelium support a metabolic ecosystem in the vertebrate eye. eLife 2017;6:e28899. DOI: 10.7554/eLife.28899

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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