哺乳動物有一條通向松果體的隱秘通路

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多年來科學家們逐漸認識到哺乳動物的松果體能感光。松果體主要功能是分泌melatonin(美樂托寧)。Melatonin的產生受光的調控，光強時分泌減少，光弱時分泌增加，以此調節機體的晝夜節律(1)。傳統學說認為，所有的光信號都由視網膜的桿狀和錐狀感光受體接受，然後通過視神經傳到下丘腦(2)。過去認為，松果體受光刺激抑制Melatonin的產生也依賴於這一經典途徑(3,4)。松果體是密閉在腦中的器官，很難想像它能被直接感光。即使松果體能感光，由於視網膜中感光受體的存在，也很難在整體動物的水平上得到證實。tvb now,tvbnow,bttvb- F/ V0 B9 a( V% H' v
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在1999年4月的權威性雜誌《科學》上發表一篇Lucas等人的科學論文(5)，描述了他們用視網膜感光受體基因缺失的小鼠所做的一些實驗。實驗結果表明，無論是錐狀感光受體基因缺失的小鼠，還是桿狀和錐狀感光受體基因雙缺失的小鼠，其松果體受光刺激下調Melatonin的功能完全不受影響。由此可見，視網膜感光受體基因缺失的小鼠感光能力如常。更值得注意的是，其中一種視網膜感光受體基因缺失的小鼠還併發感光信號傳遞系統的缺陷，其松果體受光刺激減少美樂托寧產生的功能仍然不受影響。7 M) I  g5 i" @  C8 g
眾所周知，在既沒有視網膜感光受體又沒有感光信號傳遞系統的情況下，視覺的經典途徑是不可能實現的。作者無法解釋密閉在大腦中的松果體是如何感光的，因此提出了「非經典感光受體」存在的假說。他們認為視網膜上可能存在非桿狀，非錐狀的感光受體(非經典感光受體)可以傳遞「非圖像性，非視力性」的光信號。但是，支持這一假說的證據並不充分，這篇論文的作者Lucas和Foster後來也對非經典感光受體的存在與功能提出疑問，聲稱有待近一步探討(6,7)。) o: k- p5 Q9 w; ^+ X
與此相反，有大量證據表明，松果體可能是直接感光器官。松果體感光是有組織結構基礎的。科學家已認識到松果體與視網膜非常類似，有人甚至就把松果體叫做「折迭的視網膜」(8)，很多只在眼中表達的基因也在松果體表達(9,10)。松果體不僅有感光受體(11,12)，而且有完整的感光信號傳遞系統(11，13)。也就是說，如果有光傳導通路，松果體就可以直接感光。這樣就不難解釋為什麼在視網膜感光系統缺失情況下，松果體Melatonin的光調效應仍然正常。哺乳動物可能有一條通向松果體的鮮為人知的隱秘的傳遞光信號的通路。