一项突破性研究利用实验室培养的人类视网膜，揭示了人类能够看到数百万种颜色的机制，这一能力是其他哺乳动物（如猫、狗）所不具备的。研究发现，视黄酸（retinoic acid）在决定感光细胞（视锥细胞）感知红色或绿色光的过程中起着关键作用。这一发现不仅挑战了此前关于甲状腺激素调控色觉的传统观点，还为色盲、年龄相关性视力丧失等疾病的治疗提供了新的希望。

关键词

• 实验室培养的人类视网膜揭示了视黄酸（而非甲状腺激素）决定视锥细胞感知红色或绿色光的能力。

• 研究显示，早期发育阶段的视黄酸水平影响了绿色与红色视锥细胞的比例。

• 这一发现有望推动黄斑变性等视力障碍的治疗进展。

来源：约翰霍普金斯大学（JHU）

研究背景

人类的视网膜能够感知数百万种颜色，这种能力在哺乳动物中极为罕见。为了揭示这一独特能力的机制，研究人员利用实验室培养的人类视网膜类器官（retinal organoids）进行了深入研究。研究结果发表在《PLOS Biology》上，揭示了视黄酸在色觉形成中的关键作用。

研究亮点

1. 视黄酸的核心作用
   研究发现，视黄酸（维生素A的衍生物）决定了视锥细胞是感知红色光还是绿色光。此前，科学家认为这一过程由甲状腺激素调控，但新研究推翻了这一观点。

2. 时间的重要性
   视黄酸在视网膜发育早期的作用至关重要。研究发现，早期高水平的视黄酸会导致更多的绿色视锥细胞形成，而低水平则会促进红色视锥细胞的生成。

3. 基因调控的微妙差异
   绿色和红色视锥细胞的基因有96%是相同的，唯一的区别在于一种称为视蛋白（opsin）的蛋白质。视蛋白能够感知光线并告诉大脑我们看到的是什么颜色。

4. 个体差异的发现
   研究人员绘制了700名成年人视网膜中绿色和红色视锥细胞的比例图，发现这些比例在个体之间存在显著差异。令人惊讶的是，这种差异并未显著影响个体的视觉功能。

研究意义

1. 色盲与视力丧失的潜在治疗
   这一发现为色盲和年龄相关性视力丧失等疾病的治疗提供了新的思路。通过调控视黄酸的水平，未来可能能够修复或替换受损的视锥细胞。

2. 黄斑变性的研究进展
   研究人员正在与其他实验室合作，深入研究视锥细胞如何与神经系统连接，以更好地理解黄斑变性等疾病的机制。

3. 人类独特视觉能力的揭示
   研究不仅解答了“是什么让我们人类在视觉上与众不同”的问题，还为理解人类进化提供了新的视角。

未来展望

研究团队计划将这一技术应用于更多动物模型，并进一步探索视黄酸在基因调控中的具体机制。此外，他们希望将这一发现应用于临床，帮助患有视力障碍的患者恢复视觉功能。

研究作者：

• Robert Johnston（约翰霍普金斯大学生物学副教授）

• Sarah Hadyniak（杜克大学研究员，曾在Johnston实验室攻读博士学位）

• 其他合作者包括约翰霍普金斯大学及华盛顿大学的多位研究人员。

总结
这项研究不仅揭示了人类色觉形成的复杂机制，还为未来治疗视力障碍提供了新的希望。通过实验室培养的视网膜类器官，科学家们能够深入探索人类视觉的奥秘，并推动相关医学领域的进步。