Functions of OPN5 and OPN3 in the eye
OPN5 和 OPN3 在眼睛中的功能
基本信息
- 批准号:9380871
- 负责人:
- 金额:$ 48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-30 至 2022-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
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项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
Circadian rhythms are the near-24-hour rhythms of physiology ubiquitous to almost all
eukaryotic life. Dysfunction of circadian rhythms underlies a variety of common sleep disorders and is
thought to contribute to other conditions ranging from psychiatric disease to cancer. The mammalian
retina serves a critical function in synchronizing the master circadian pacemaker (the suprachiasmatic
nucleus) to the daily light-dark cycle. Work over many years has also demonstrated that the retina itself
is a strong circadian oscillator. Indeed, many critical retinal functions, including visual sensitivity, the
pupillary light reflex, the electroretinogram, and the expression of hundreds of retinal genes, are under
strong circadian control; and that loss of retinal circadian rhythms results in impaired retinal function.
Our preliminary data have demonstrated that: 1) the retinal circadian clock can be entrained to light-
dark cycles in culture ex vivo, 2) this entrainment is not dependent on the classical rods and cones or
the melanopsin-expressing, intrinsically-photosensitive retinal ganglion cells, 3) the orphan opsin
neuropsin (OPN5) is necessary for this photoentrainment, and the orphan opsin encephalopsin (OPN3)
affects this process, 4) the retina utilizes a light-dependent, diffusible substance to synchronize its
rhythms, and 5) the cornea also contains a circadian clock which, remarkably, can be entrained to light-
dark cycles as well via an OPN5-dependent mechanism. We propose experiments to elucidate the
signaling mechanisms of OPN5 and OPN3; experiments to characterize the diffusible signal(s)
emanating from the retina, and experiments to elucidate the mechanism by which non-retinal tissues in
the eye maintain circadian rhythmicity and entrain to light-dark cycles. These data will provide a critical
basis for understanding how the circadian clock modulates retinal function as well as mechanistic
insights into two novel ocular photoreceptors.
项目概要/摘要
昼夜节律是几乎所有人都普遍存在的近 24 小时的生理节律
真核生命。昼夜节律失调是多种常见睡眠障碍的根源,
人们认为它会导致从精神疾病到癌症等其他疾病。哺乳动物
视网膜在同步主昼夜节律起搏器(视交叉上
核)到每日的明暗周期。多年的工作还表明,视网膜本身
是一个强大的昼夜节律振荡器。事实上,许多关键的视网膜功能,包括视觉敏感性、
瞳孔对光反射、视网膜电图以及数百个视网膜基因的表达都在研究中
强大的昼夜节律控制;视网膜昼夜节律的丧失会导致视网膜功能受损。
我们的初步数据表明:1)视网膜生物钟可以被光所控制——
离体培养中的暗循环,2) 这种夹带不依赖于经典的视杆细胞和视锥细胞或
表达黑视蛋白、本质上感光的视网膜神经节细胞,3) 孤儿视蛋白
神经蛋白酶 (OPN5) 对于这种光夹带是必需的,而孤儿视蛋白脑视蛋白 (OPN3)
影响这一过程,4) 视网膜利用光依赖性、可扩散物质来同步其
节律,5)角膜还包含一个生物钟,值得注意的是,它可以被光所控制——
暗循环也通过 OPN5 依赖机制实现。我们提出实验来阐明
OPN5和OPN3的信号传导机制;表征扩散信号的实验
源自视网膜,并通过实验阐明非视网膜组织在
眼睛保持昼夜节律并伴随明暗循环。这些数据将提供关键的
理解生物钟如何调节视网膜功能以及机制的基础
对两种新型眼部感光器的见解。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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