Cyclic-Nucleotide- and HCN-Channel-Mediated Phototransduction in Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells.
Cyclic-Nucleotide- and HCN-Channel-Mediated Phototransduction in Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells.
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DOI：
10.1016/j.cell.2018.08.055
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发表时间：
2018-10-18
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Yau KW
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Z;Yue WWS;Chen L;Sheng Y;Yau KW
哺乳动物的非成像视觉主要由表达黑视蛋白的本质光敏视网膜神经节细胞（ipRGC）介导。在小鼠M1-ipRGC中，黑视素激活PLCβ4（磷脂酶C-β4）以打开TRPC 6，7通道，其机制类似于苍蝇横纹体（微绒毛）光感受器中的光转导。我们在这里报告，令人惊讶的是，小鼠M4-ipRGC依赖于不同的和迄今未描述的黑视素驱动的睫状体光转导机制，涉及环核苷酸作为第二信使，但HCN通道的激活，而不是CNG通道中发现的杆和锥。甚至更令人惊讶的是，在单个小鼠M2-ipRGC内，这种HCN通道依赖性纤毛光转导途径与TRPC 6，7依赖性横纹体途径平行运作。这些发现揭示了ipRGC之间光转导的复杂异质性，更重要的是，打破了关于两个光转导基序分离的一般教条，可能具有强烈的进化意义。在视网膜神经节细胞中发现了一种纤毛样的非横纹肌光转导通路，该通路使用cAMP作为第二信使，HCN作为效应离子通道，这改变了进化理论。
Non-image-forming vision in mammals is mediated primarily by melanopsin-expressing, intrinsically-photosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs). In mouse M1-ipRGCs, by far the best-studied subtype, melanopsin activates PLCβ4 (phospholipase C-β4) to open TRPC6,7 channels, mechanistically similar to phototransduction in fly rhabdomeric (microvillous) photoreceptors. We report here that, surprisingly, mouse M4-ipRGCs rely on a different and hitherto undescribed melanopsin-driven, ciliary phototransduction mechanism involving cyclic nucleotide as the second messenger but the activation of an HCN channel instead of a CNG channel as found in rods and cones. Even more surprisingly, within an individual mouse M2-ipRGC, this HCN-channel-dependent, ciliary phototransduction pathway operates in parallel with the TRPC6,7-dependent rhabdomeric pathway. These findings reveal a complex heterogeneity in phototransduction among ipRGCs and, more importantly, break a general dogma about segregation of the two phototransduction motifs, likely with strong evolutionary implications. Discovery of a ciliary-like, non-rhabdomeric phototransduction pathway in retinal ganglion cells that uses cAMP as the second messenger and HCN as the effector ion channel alters evolutionary theory.
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