Expression of Novel Opsins and Intrinsic Light Responses in the Mammalian Retinal Ganglion Cell Line RGC-5. Presence of OPN5 in the Rat Retina./Nieto PS, Valdez DJ, Acosta-Rodríguez VA, Guido ME./PLoS One. 2011;6(10):e26417. Epub 2011 Oct 17.

THE VERTEBRATE RETINA IS KNOWN TO CONTAIN THREE CLASSES OF PHOTORECEPTOR CELLS: cones and rods responsible for vision, and intrinsically photoresponsive retinal ganglion cells (RGCs) involved in diverse non-visual functions such as photic entrainment of daily rhythms and pupillary light responses. In this paper we investigated the potential intrinsic photoresponsiveness of the rat RGC line, RGC-5, by testing for the presence of visual and non-visual opsins and assessing expression of the immediate-early gene protein c-Fos and changes in intracellular Ca(2+)mobilization in response to brief light pulses. Cultured RGC-5 cells express a number of photopigment mRNAs such as retinal G protein coupled receptor (RGR), encephalopsin/panopsin (Opn3), neuropsin (Opn5) and cone opsin (Opn1mw) but not melanopsin (Opn4) or rhodopsin. Opn5 immunoreactivity was observed in RGC-5 cells and in the inner retina of rat, mainly localized in the ganglion cell layer (GCL). Furthermore, white light pulses of different intensities and durations elicited changes both in intracellular Ca(2+) levels and in the induction of c-Fos protein in RGC-5 cell cultures. The results demonstrate that RGC-5 cells expressing diverse putative functional photopigments display intrinsic photosensitivity which accounts for the photic induction of c-Fos protein and changes in intracellular Ca(2+) mobilization. The presence of Opn5 in the GCL of the rat retina suggests the existence of a novel type of photoreceptor cell.

脊椎動物の網膜は3種類の視覚受容体細胞を含むことが知られている。錐体と桿体は視覚の要因であり、内因性の視覚応答性がある網膜神経節細胞 (RGCs) は多様な非視覚的機能に関与する、例えば、光による日々のリズムの同調や瞳孔の光に対する応答など。本論文では、視覚的及び非視覚的オプシンの存在を確認し、また、c-Fos遺伝子タンパクの即座の発現や短時間の光パルスに応答する細胞内部のカルシウム動員の変化を評価することで、ラットのRGCであるRGC-5の潜在的な内因性の視覚応答性を研究した。培養したRGC-5細胞は多くの感光色素mRNAを発現する。例えば、網膜Gタンパク共役型受容体 (RGR),エンセファロプシン/パノプシン (Opn3)、 ニューロプシン(Opn5)や錐体オプシン (Opn1nw) などは発現していたが、メラノプシン (Opn4)は発現していなかった。Opn5の免疫反応性がRGC-5、また、ラットの内部網膜、主に神経節細胞層 (GCL) に局在しているのが観測された。更に、異なる強度や期間の白光パルスによって、細胞内カルシウムレベルとRGC-5細胞のc-Fosタンパク質の誘発の両方の変化を引き起こした。結果は、多種の推定上の機能的感光色素を発現しているRGC-5細胞は、内因性視覚応答性を示す。その内因性視覚応答性は光のc-Fosタンパク質の誘導や細胞内のカルシウム動員の変化を説明しえる。ラット網膜内のGCLのOpn5の存在は、新たな種類の光受容体細胞の存在を示唆している。