Neuron、J NEUROSCI：科學家揭秘弱視形成的分子機制

弱視是在視覺發育的關鍵時期（一般指兒童七歲以前），由於大腦視覺皮層的非正常發育而導致的一種中樞神經系統疾病。通常發於單眼，由於一隻眼（差眼）的視力明顯弱於另一隻眼（健眼），兒童會更多的使用健眼而放棄使用差眼。這種使用偏好導致大腦視覺中樞更多的控制健眼同時放棄對差眼的響應（這種現象稱為眼優勢可塑性），從而最終導致單眼視力的永久性喪失。

幼年形成的弱視會持續存在於成年，然而你會發現大多數弱視患者的眼球並沒有器質性病變。所以弱視其實不是眼盲，而是腦盲。全世界有1-5%的人受到弱視的影響，然而目前並沒有針對弱視的有效治療手段。

近日，來自加州大學爾灣分校（University of California, Irvine）和馬里蘭大學帕克分校（University of Maryland, College Park）的研究人員分別同時發現了控制弱視形成的分子機制。他們發現神經調節蛋白-1（Neuregulin-1或NRG1）通過作用於大腦視覺皮層中小清蛋白陽性抑制性神經元表面的ErbB4受體來調節視覺皮層的神經可塑性。該蛋白在發育的關鍵時期表達最強，成年後表達變弱。這種表達強度隨時間的變化與神經可塑性的關鍵時期相契合，暗示了它很可能是開啟和關閉關鍵時期的重要分子開關。

而且，在弱視初期的小鼠模型中，神經調節蛋白-1在視覺皮層的表達量相對於對照組大幅減少，從而導致眼優勢可塑性的發生，最終形成弱視。更重要的是，外源注射神經調節蛋白-1在小鼠中成功的抑制了弱視在幼年時期的發生和形成。另外，在成年時期抑制神經調節蛋白-1的活性可以重新打開類似於幼年的視覺發育關鍵時期。

上述研究結果分別發表於10月5日的Neuron（Sun et al., 2016; 通訊作者Xiangmin Xu）和 The Journal of Neuroscience （Gu et al., 2016; 通訊作者Elizabeth M. Quinlan）上。

這項發現意味著人類有望在幼年弱視形成的初期就徹底抑制它的發展與惡化，從而防止永久性視覺缺陷的發生。另外，在成年中重新打開視覺發育的關鍵時期有望糾正已經形成的由弱視導致的視覺缺陷。

不僅如此，這個發現還將對治療與神經發育相關的其他疾病產生深遠的影響。例如，科學家發現神經調節蛋白-1與精神分裂症的發生髮展密切相關，是一種最敏感的精神分裂症易感蛋白。而且最近的研究調查顯示精神分裂症大多開始於青少年時期，是一種與大腦發育緊密相關的神經系統疾病。所以，神經調節蛋白-1介導的細胞信號及其功能的研究對於精神分裂症的治療也將有著同樣重大的意義。

參考文獻

1．Sun Y, Ikrar T, Davis MF, Gong N, Zheng X, Luo ZD, Lai C, Mei L, Holmes TC, Gandhi SP, Xu X. Neuregulin-1/ErbB4 Signaling Regulates Visual Cortical Plasticity. Neuron. 2016; 92(1):160-173.

2．Gu Y, Tran T, Murase S, Borrell A, Kirkwood A, Quinlan EM. Neuregulin-Dependent Regulation of Fast-Spiking Interneuron Excitability Controls the Timing of the Critical Period. J Neurosci. 2016; 36(40):10285-10295.

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