维生素A：看到过去，现在和未来

为什么对动物和人类健康至关重要的维生素A至关重要，以及在视觉中的身体中有哪些功能？在这次挑衅和信息性的采访中，哈佛大学的神经科学家和教授John Dowling将我们通过研究历史进入这个话题，从第一次提及3500年的夜晚的盲目的失明到当前和未来的研究。

我们都听说过多吃胡萝卜能帮助你在黑暗中看清东西，但这是真的吗?还是只是无稽之谈?胡萝卜含有一种叫做胡萝卜素的分子，这种分子是黄色的，使胡萝卜具有独特的颜色。胡萝卜素由两分子维生素A组成，这对健康的视力至关重要。维生素A缺乏会导致视力下降，尤其是夜视，但原因不止于此。

哈佛大学教授John Dowling教授的神经科学家和戈登和Llura Gund Research教授在眼睛后面的神经（大脑）组织中花了一辈子，但他开始研究维生素A及其作用在愿景中的作用。在这次采访中，研究外展有关于Dowling的研究进入维生素A的更多信息，为什么以及它是一种临界分子以及它在动物和人体体内的其他生物学功能。

约翰，你能介绍一下你自己吗?
我是一名神经科学家，从我在哈佛大学读本科时就开始对视觉感兴趣，并开始和乔治·沃尔德一起研究，他发现了维生素a在视觉中的作用。在我读本科和研究生的时候，我研究了动物体内维生素A缺乏的问题，同时也探索了位于视网膜后部的光感受器的各种特性。当我在60年代早期开始自己的研究时，我开始对感光细胞对其他视网膜细胞说的话感兴趣，然后在视网膜的其余部分发生了什么。我用视网膜作为大脑的模型，这是我职业生涯的大部分时间都在做的。多年来，我的团队一直对视网膜神经元、它们的结构、功能、药理学、遗传学、突触相互作用以及它们的功能组织感兴趣。现在我已经关闭了我的实验室，所以我应该是退休了，尽管我仍然在一个同事的实验室里做研究。

维生素A是一个显着的分子。你能告诉我们更多关于它吗？
维生素A是生命所必需的分子，但细胞无法合成。它必须通过饮食获得。我们主要在植物中发现这种小分子;典型的例子是胡萝卜。由于胡萝卜素是黄色的，这是两种维生素A的维生素A的末端，但许多植物含有维生素A.此外，维生素A储存在动物的肝脏中，这是维生素的另一个良好来源。

维生素A是生命所必需的分子，但细胞无法合成。它必须通过饮食获得。

你能告诉我们维生素A在视觉中的作用吗？
略微改性的维生素A形式用作光射者视觉颜料的发色团。当附着在称为OPSIN的蛋白质中时，视觉颜料分子变得光敏。视觉中唯一的灯光是将改性维生素A发色团（称为视网膜）的形式（形状）从“CIS”（弯曲）改变为“Trans”（直线）。这种构造的变化导致感光体激发和来自Opsin的视网膜的释放。

有两种光感受器，视杆细胞和视锥细胞;杆状体介导暗光视觉和锥状体、强光视觉和色光视觉。如果你缺乏维生素A，就会阻止光感受器中视觉色素的形成，从而使它们对光线变得不那么敏感。维生素A缺乏的第一个症状是对光的敏感性降低，这一点可以追溯到公元前3500年记载夜盲症的著名医学莎草纸上。当时已经有一种治疗夜盲症的处方，那就是吃生的肝脏(肝脏含有丰富的维生素a)。但直到19世纪，夜盲症才真正与饮食中的某些东西有关。20世纪初，当维生素被发现时，人们很快发现维生素A对夜盲症起着至关重要的作用。

当我做维生素A缺乏的实验时，我们寻找的是维生素A缺乏时发生的一系列变化，首先在肝脏，然后在血液，然后在眼睛。第二次世界大战期间进行的一项研究发现，如果你让一个身体健康的人吃缺乏维生素A的食物，他们可能需要几个月的时间才能夜盲，因为他们的肝脏中储存了足够的维生素A。另一些则更快地消失，因为他们的店面非常低。当参与者服用维生素A时，他们都表现出一些改善，但有些停滞不前，需要几个月的时间才能恢复。这是为什么呢?其他实验表明，在严重缺乏维生素A的情况下，光感受器开始恶化，人们认为，也许当维生素A缺乏时间延长时，光感受器就会失去而无法再生，因为就像所有的神经元一样，一旦失去就不会再回来。

研究人员已经意识到这不是维生素A可能对身体产生影响的唯一区域。你能告诉我们更多吗？
随着维生素的缺乏持续的动物开始分崩离析。维生素A至关重要，使动物活着活着，并且首先观察到上皮细胞的变化。在眼部溃疡的角膜中会发育，动物会开始减肥。此外，肺中的上皮细胞和其他组织也将开始恶化。因此，众所周知，维生素A不仅对视力很重要，而且对身体的其他地方也很重要。

在我的实验中的问题是Opsin的损失是由于蛋白质上的发色团失去，或由于细胞和蛋白质的一般劣化而导致Opsin的丧失？那是当我们看着旧文献时发现，在第二次世界大战中的维生素A合成的第一次合成中，已经表明，用于该合成维生素A，维生素A酸的前体表现出生物活性。随后提出，如果你给维生素A酸，你可能会使动物保持健康，但它会变得夜间失明。作为一名研究生，我测试了这一点，并表明你可以让动物活着在维生素A酸上，看起来非常正常，但动物确实失明了。在那一点，我的职业生涯中，我变得兴趣超出了感光体的发生，但许多研究人员占据了维生素的酸性故事，并证实了维生素A的所有功能似乎是由维生素A酸介导的，现在称为维生素A酸，现在称为维生素A酸，现在称为视黄酸，以及这是维生素A的活性形式。

在20世纪80年代，两组显示视黄酸作用的方式通过称为RARS的特异性受体，（视黄酸受体）或RXRS。然后调查人员表明，RARS在所有动物的发育中对所有动物的发展是至关重要的，但进一步的研究表明，发现视黄酸影响到身体中的许多组织和器官。然后我正在研究视网膜的药理学，对神经调节特别感兴趣。在大脑的突触中兴奋或抑制神经元，但也已知某些分子在我们称之为神经调节剂的突触中，可以修改激发和抑制，并且我的前同事发现视网膜中的视黄酸也可以做到这使得类似于神经调节剂。我们一直在学习的神经调节剂是多巴胺以及它如何影响视网膜中的各种各样的东西。然后我们在视网膜发育过程中施用视黄酸，发现它不仅影响了视网膜的图案化，而且影响某些细胞，特别是光感受器的速率。它在20世纪90年代发现，维生素A缺乏和维甲酸似乎参与了记忆和学习，并且更新的研究证实，维甲酸在大脑的部分中激活视黄酸受体，然后在蛋白质的表达中打开或脱落或脱落蛋白质的表达，参与突触传递的蛋白质。

你能告诉我们维生素A在白血病中的作用吗？
维甲酸在20世纪50年代首次被用于治疗痤疮，然后被用于治疗皱纹。研究人员随后开始将维甲酸应用于从肿瘤细胞中提取的细胞培养，发现某些肿瘤细胞被维甲酸抑制。除了一种类型的白血病(早幼粒细胞性白血病)，随后的临床试验都没有成功，在那里它几乎是一种奇迹般的药物。虽然这种形式的白血病曾经是最致命的，但今天，如果你足够早地发现它，缓解率超过90%。
我想我们会发现它(维生素A)在整个大脑中起着神经调节剂的作用。

你认为下一步的研究方向是什么?
我认为维生素A领域有两个发展方向首先是维甲酸作为大脑神经调节剂的作用的进一步发展。海马体和视网膜中都有，但在其他地方呢?我想我们会发现它在整个大脑中起着神经调节器的作用。第二个是关于儿童易患轻度维生素A缺乏症和死亡率上升的故事。研究发现，在维生素A水平处于边缘水平的儿童群体中，所有人都出现了夜盲症;然而，当给他们服用维生素A后，他们的夜盲症很快就被治愈了，但遗憾的是，这些孩子中有很多人正在死去，而他们不是死于夜盲症。没有人会死于夜盲症，这是另一回事，但这是我们仍然不了解的另一回事。这确实需要非常详细地研究。

你能告诉我们更多关于你目前的研究吗?
现在我处于半退休状态，实际上我又开始研究解剖学，就像很多年前一样。我和哈佛大学的杰夫·李奇曼教授及其同事一起工作。杰夫已经开发了一种技术，可以切割数千个连续的神经组织切片，并开发了一种技术，可以用一种特殊的显微镜重建这些图像，这种显微镜有61个独立的光束。目前我们正在重建包含人眼中央凹的所谓黄斑的图像。中央凹是视网膜的一个小凹进去的区域，负责我们所有高灵敏度的视力，如阅读或识别面孔。我们特别感兴趣的是当中央凹受损时会发生什么，就像年龄相关性黄斑变性一样，这是西方世界最常见的法盲原因。

维生素A缺乏仍然是一个问题吗?如果是，你希望如何继续解决这个问题?
是的。尽管可以使维生素成为非常便宜的制剂，但很难让他们到世界某些地方。在东南亚特别是，他们不吃许多在维生素A中有很多的食物。所以要得出结论，维生素A的故事绝不是完整的，对于这种显着的分子，可能在等待着令人惊讶的惊喜。