Difference between revisions of "J-RGC/ko"

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Kim과 동료들의 추가적인 발견은 OFF 중심의 시공간 경사가 On-주변의 그것에 비해 현저히 크다는 것입니다. 결과적으로 J-망막 신경절 세포에서 어두운 점은 빠르게 움직일 때 큰 폭의 반응을 일으키는 반면 밝은 점은 낮은 속도에서 최대 반응을 일으키게 됩니다.<ref name=\"kim2008\" />
 
Kim과 동료들의 추가적인 발견은 OFF 중심의 시공간 경사가 On-주변의 그것에 비해 현저히 크다는 것입니다. 결과적으로 J-망막 신경절 세포에서 어두운 점은 빠르게 움직일 때 큰 폭의 반응을 일으키는 반면 밝은 점은 낮은 속도에서 최대 반응을 일으키게 됩니다.<ref name=\"kim2008\" />
  
== Molecules ==
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==분자(Molecules)==
JAM-B Cells are classified by the expression of the Junctional adhesion molecule B (JAM-B) protein.
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JAM-B 세포는 Junctional adhesion molecule B(JAM-B) 단백질의 발현으로 분류합니다.
  
 
Junctional adhesion molecule B is a protein that in humans is encoded by the JAM2 gene. JAM2 has also been designated as CD322 (cluster of differentiation 322).
 
Junctional adhesion molecule B is a protein that in humans is encoded by the JAM2 gene. JAM2 has also been designated as CD322 (cluster of differentiation 322).

Revision as of 19:42, 30 December 2015

비대칭적 수상돌기장을 보여주는 JAM-B 세포의 측면 그림.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

J 망막 신경절 세포(J-RGC)라고도 하는 JAM-B 세포는 생쥐에서 처음 발견된 On-OFF 방향 선택적 신경절 세포의, 분자생물학적으로 정의된, 한 종류 입니다. JAM-B 세포의 발견은 망막에 있는 서로 다른 종류의 세포들을 정의하고 분류하는 데 매우 중요했는데 그 이유는 분자 표지자의 존재에 기반해 분류가 된 최초의 세포이기 때문입니다. 이 세포의 이름을 붙여주고 이들 세포를 망막 신경절 세포 중 특정하게 구분되는 하나의 군으로 만들어준 생체지표는 Junctional Adhesion Molecule B라고 불리는 단백질입니다(JAM-B).

JAM-B 세포들은 JAM-B 분자 생체지표의 존재 이외에 많은 기능적, 구조적인 특징들을 공유합니다. 예를 들면, 대부분의 J-망막 신경절 세포들은 등쪽에서 배쪽 방향으로 망막을 가로지르며 정렬된 비대칭적 수지상 가지를 가지고 있습니다. 현저하게 비대칭적인 수지상 가지를 보유하는 이들 J-망막 신경절 세포들은 또한 비대칭적인 수용장을 가지고 있습니다. 추가적으로 J-망막 신경절 세포들은 방향 선택적이고 특별히 위쪽을 향하는 움직임에 반응합니다. 더욱이 이들 세포들은 모두 OFF 망막 신경절 세포들로, 움직이는 밝은 자극의 앞서 이끄는 가장자리 보다는, 수용장 중심의 빛 감소 또는 끌리는 꼬리의 가장자리에 반응을 합니다.[1]

해부학적 구조(Anatomy)

형태

J-망막 신경절 세포 수상돌기의 방향(화살표)을 보여주는 망막 스케치. 파란 별들은 등쪽 및 배쪽 가장자리에 있는 대칭적 수상돌기를 가진 세포를 나타냅니다. 흰 별은 시신경 머리입니다. D, 등쪽 dorsal; V, 배쪽 ventral; N,코쪽 nasal; T, 측두쪽 temporal. 막대자길이, 50 mm.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

약 85%의 JAM-B 세포에서, 수지상 가지에서 현저한 비대칭성이 존재합니다. 이들 경우에, 수지상 가지의 90 퍼센트 이상이 세포체 쪽에 존재합니다. 수지상 가지의 비대칭은 망막 신경절 세포에 있어서는 일반적이지 않은 현상인데 왜냐하면 대부분의 망막 신경절 세포 수상돌기는 대칭적이기 때문입니다. 따라서 많은 비율의 JAM-B 세포에서 이러한 비대칭이 우세하게 나타난다는 사실은 주목할 만 합니다. 더 주목할 만한 것은 JAM-B 세포의 비대칭적 수상돌기가 모두 같은 방향(배쪽에서 코쪽으로 약 13도)을 향한다는 것입니다. 시신경 머리에 대해 방사형이라기 보다는 종적인(등쪽에서 배쪽으로) 수상돌기 오리엔테이션이 존재합니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

반면, 약15% 의JAM-B 세포들은 그렇게 비대칭적이지 않습니다. 이들 비대칭적이지 않은 JAM-B 세포들은 거의 모두가 망막의 등쪽 및 배쪽 가장자리에 위치하고 있습니다. 따라서 망막의 코쪽, 중심 및 측두 구역에 있는 거의 모든 JAM-B 세포는 현저하게 비대칭적입니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

연결(Connections)

BD-, W3- 및 W7 망막 신경절 세포의 층제한에 비해 J-망막 신경절 세포의 수상돌기 뻩음이 내망상층(외촉 상단 상자)의 바깥 1/3에 층제한 되어 있는 것을 볼 수 있습니다.[2]

JAM-B 세포의 수상돌기들은 도파민성 및 콜린성 무축삭 세포의 돌기들 사이에 있는 좁은 띠 에 가지를 형성하는 것으로 알려져있습니다. 실제로, 대칭성 및 비대칭성 JAM-B 들 수상돌기들은 모두 내망상층의 바깥쪽 1/3 부분에 국한되어 있습니다.

내망상층의 바깥쪽 절반 부분에 가지를 뻗은 수상돌기를 가지고 있는 망막 신경절 세포들은 일반 적으로 OFF-망막 신경절 세포- 예, 수용장 중심의 빛 감소에 반응-라고 합니다[3] 주의할 것은, ON 양극성 세포의 돌기들은 J-망막 신경절 세포와 최소만 겹치는 데 반해서, 다수의 OFF 양극성 세포 종류들이 J-망막 신경절 세포의 수상돌기와 같은 아층판에 돌기들을 가지고 있다는 것입니다. 따라서 J-망막 신경절 세포의 가지 뻗은 양상으로 인해 Kim과 동료들이 이들 세포가 OFF 망막 신경절 세포라는 가설을 처음 세울 수 있게 해주었습니다.[3] Notably, several subcategories of OFF bipolar cell have processes in the same sublaminae as J-RGC dendrites, while processes of ON bipolar cells have been found to overlap minimally with J-RGCs. Thus the arborization pattern of J-RGCs led Kim et al. to first hypothesize that these cells are OFF retinal ganglion cells.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

J-망막 신경절 세포의 수상돌기는 내망상층의 바깥쪽 1/3 부분에 도달하기 전에 내망상층의 중간 부분에 수차례 가지를 뻗습니다. 가지를 더 뻗고 가지의 말단이 존재하는 부분은 내망상층의 바깥쪽 1/3 부분입니다. 비대칭적 및 대칭적 군들의 수상돌기들은 모두 내망상층의 중간 부위에서 몇 차례 가지를 뻗고, 그 다음으로 바깥쪽 가장자리로 올라가며 거기서 추가적으로 가지를 뻗으며 가지의 말단이 아층판 2(그림 참조)에 위치하게 됩니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

Kim 과 동료들은 생쥐에서 두뇌로 가는 JAM-B 세포의 돌기를 추적하기 위해서 노란색 형광 단백질을 사용했습니다. 그들은 JAM-B 세포가 상구(superior colliculus)에 많이 뻗고 있다는 것을 밝혔습니다. 따라서 생쥐에선 상방 움직임의 감지에 대해 집중적인 투자가 있었던 것 같습니다. 이게 왜 그런지는 정확히 밝혀져야 할 것입니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

생리(Physiology)

Kim과 동료들은 J-망막 신경절 세포가 주목할만한 세가지 생리적 비대칭성을 보인다는 것을 알아냈습니다. 그 비대칭성들은 여기서 논의될 순서대로, 수용장 주변 변위 방향(the direction of displacement of receptive field surround) (및 관련된 비대칭 빛 반응), 점형태 빛의 움직임에 대한 선호 방향(the preferred direction for movement of a spot of light), 그리고 수용장 중심에 있는 시공간 경사(the space-time slant within the receptive field center)입니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

빛 반응 및 수상돌기 오리엔테이션과의 관련성

JAM-B 세포는 OFF 망막 신경절 세포이며 이것은 빛 수준이 감소하는 것에 그들이 반응한다는 뜻입니다. Kim과 동료들은 J-망막 신경절 세포에 빛을 줘본 후 빛이 꺼졌을 때 거의 모든 세포들이 신호 발사를 한다는 것을 알아냈습니다. 반면 JAM-B의 증거가 없는 망막 신경절 세포들은 ON 이거나 OFF 세포일 가능성이 거의 동등했습니다.

추가적으로, J-망막 신경절 세포의 수용장은 On 주변의 통합된 강도가 OFF 중심의 그것을 넘어선다는 점에서 일반적이지는 않습니다. Kim과 동료들은 세포체에 중심된 다양한 크기의 점 형태의 빛에 대한 반응을 기록한 후에 이러한 결론에 도달했습니다. 반짝이는 점이 어떤 크기 이상이 되면 J-망막 신경절 세포는 때때로 반응을 하지 못했습니다. Kim과 동료들은 거기서 반짝이는 점의 크기를 더 키우게 되면 J-망막 신경절 세포가 빛이 들어오는 시점에 반응하는 경향이 있다는 것을 알아냈습니다. 따라서 JAM-B 세포의 On 주변의 강도는 Off 중심의 그것을 넘어서는 것입니다-망막 신경절 세포의 이상한 특징입니다.

연구들은 등쪽에서 배쪽으로의 방향 이외의 방향을 향하는 비대칭적 수상돌기를 가진OFF 망막 신경절 세포의 수는 그리 많지가 않다는 것을 암시하고 있습니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

상방 움직임 선택성(Upward Motion Selectivity)

JAM-B 세포는 상방 움직임에 선택적으로 반응합니다. 각 표본 J-망막 신경절 세포의 방향 민감성을 시험하기 위해선 Kim과 동료들은 작은 점 형태의 빛을, 서로 다른 방향을 가진 여덟개의 직선 궤도를 따라서, 수용장 중심을 통과하게 움직였습니다. 그들은 점의 이동 방향과 반응 사이에 높은 관련성이 있다는 것을 알아냈습니다. 추가적으로 가장 많은 반응을 이끌어낸 방향은 비대칭 수상돌기 나무가 J-망막 신경절 세포의 세포체로부터 먼쪽으로 가리키는 일반적 방향과 일치했습니다. 이와는 반면에 방향 선택적 신경절 세포는 일반적으로 생리적 민감성과 구조적 비대칭성 사이의 연관성이 없다는 것이 이전에 밝혀져 있었습니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

Kim과 동료는 “J-망막 신경절 세포 모두를 통덜어서, 방향 선택성의 정도는 수용장의 비대칭성과 관련이 있었습니다. 작은 움직이는 점을 이용한 다른 연구에서 J-망막 신경절 세포가 신호를 발사하는 속도는 움직임의 방향과 큰 연관성이 있었습니다. 선호하는 움직임의 방향은 세포체에서 수지상 가지가 뻗어나가는 방향과 연관이 있었습니다.”라는 말을 통해 JAM-B 세포의 수지상 가지의 비대칭성은 이러한 방향 선택성과 연관이 있다는 것을 제안했습니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name Kim과 동료들이 주장한 것처럼 \"하나의 분자학적으로 정의된 OFF-망막 신경절 세포 종류 안에서 수상돌기의 구조와 세포의 기능은 밀접하게 연결되어 있으며 이것은 후자가 전자로부터 생겨난 것이라는 것을 시사합니다\".Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

다른 방향 선택적 망막 신경절 세포의 선택성은, 그들 자신도 방향적 반응을 보이는, 성화상 무축삭 세포의 입력 신호에 달려있는 반면, J-망막 신경절 세포들은 이들 세포들로부터 적은 입력 신호만을 받고 있으므로 분명히 다른 기전에 의존하고 있을 것입니다. 몇몇 망막 신경절 세포의 억제성 시냅스가 원거리 수상돌기에 집중되어있다는 사실에 의해 한가지 가능한 기전이 제시된 바 있습니다. J-망막 신경절 세포의 비대칭 수상돌기에 대한 원거리 억제는 그들의 비대칭적으로 변위된 주변에 대한 설명이 될 수 있을 수 있습니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

JAM-B 수용장에 의한 방향 선택성 조성 기능(Features of the JAM-B Receptive Field Shaping Direction Selectivity)

다른 막대와는 독립적으로, 무작위로 이동하는 세포에 집중된 좁은 막대의 띠에 대한 J-망막 신경절 세포의 반응에 기반한 계산된 J-망막 신경절 세포의 시공간적 수용장을 보여주는 모식도Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

JAM-B 세포의 ON 주변은 중심에 대해 선호하는 움직임의 방향으로 이동해있다는 점에서 보통 비대칭입니다. Kim과 동료들에 의해 수용장의 중심은 OFF 부분과 추가적인 ON “오버슈트”를 가지고 있다는 것이 알려졌습니다. 중심의 이러한 ON 기능은 ON 주변과 기능적으로 합쳐지게 되어 수용장을 가로질러 선호 방향으로 이동하는 빛은 중심과 주변의 합쳐진 ON 기능을 통과하게 됩니다. 만일 빛이 알맞은 속도록 이동하고 있다면 중심의 시간지연은 ON과 OFF 구역의 흥분이 겹치는 것을 유발시켜 결과적으로 확대된 반응을 가져오게 됩니다(그림 참조). 알려진대로라면 바로 이것이 OFF 망막 신경절 세포가 밝은 빛에 강한 방향 선택성을 가지고 반응하는 것의 기전입니다.

추가적으로, Kim과 동료들은 OFF 중심이 시공간 평면에서 편향되어 있어서 더 이상 선호하는 움직임의 방향에 있지 않다는 것을 알아냈습니다. 이러한 OFF 중심의 경사짐은 그 구역을 (선호 방향에 수직방향으로 움직이는 물체에 반해) 선호 방향으로 움직이는 대상에 대해 보다 더 잘 반응하도록 해줍니다.

Kim과 동료들의 추가적인 발견은 OFF 중심의 시공간 경사가 On-주변의 그것에 비해 현저히 크다는 것입니다. 결과적으로 J-망막 신경절 세포에서 어두운 점은 빠르게 움직일 때 큰 폭의 반응을 일으키는 반면 밝은 점은 낮은 속도에서 최대 반응을 일으키게 됩니다.Cite error: Invalid <ref> tag; refs with no content must have a name

분자(Molecules)

JAM-B 세포는 Junctional adhesion molecule B(JAM-B) 단백질의 발현으로 분류합니다.

Junctional adhesion molecule B is a protein that in humans is encoded by the JAM2 gene. JAM2 has also been designated as CD322 (cluster of differentiation 322). Tight junctions represent one mode of cell-to-cell adhesion in epithelial or endothelial cell sheets, forming continuous seals around cells and serving as a physical barrier to prevent solutes and water from passing freely through the paracellular space. The protein encoded by this immunoglobulin superfamily gene member is localized in the tight junctions between high endothelial cells. It acts as an adhesive ligand for interacting with a variety of immune cell types and may play a role in lymphocyte homing to secondary lymphoid organs [4].

Development

The pattern by which retinal ganglion cells develop in the retina varies by subtype. It has been found that J-RGCs develop via a gradual restriction of a diffuse pattern. The dendrites of J-RGC cells have been found to extend throughout the entire inner plexiform layer at P5 in mice. At P8 in mice it was found that branches had been pruned in the inner portion of the inner plexiform layer, while in the outer portion of the Inner Plexiform Layer the branches had propagated. In fact, they were found to have their arbors centered around starburst amacrines in SL3. Gradually the arbor distributions were found to shift outward through the IPL until P12, when they had achieved their adult pattern of restriction to LS2.[5]

History

JAM-B cells were first discovered by In-Jung Kim, Yifeng Zhang, Masahito Yamagata, Markus Meister, and Joshua R. Sanes of Harvard's Department of Molecular and Cellular Biology and Center for Brain Science.

To mark JAM-B cells for structural and functional study, they generated mice that expressed a ligand–activated Cre recombinase oestrogen receptor fusion protein 10 (CreER) under the control of regulatory elements from the JAM-B gene.

Before the discovery of JAM-B cells, retinal ganglion cells lacked a labeling system based on molecular markers. Thus Retinal Ganglion Cells were categorized by nonselective factors or else treated as a single population. Thus RGCs were often either subject to subjective classification or inaccurate overgeneralization.[6] Today, RGC subtypes in addition to JAM-B cells have been classified based on reporter genes. These subtypes include BD-, W3-, and W7-RGCs. These subsets can be identified using transgenic lines to mark them.

Transgenic lines that mark RGC subsets. Scale bar: (in g ) b–g , 100 μm.[5]

Open Questions/Status

Relationship between J-RGCs and direction-selective collicular cells

The collicular termination of J-RGCs (of which JAM-B cells are a majority) is intriguing in light of a study in which Drager and Hubel mapped the receptive fields of neurons in the superior colliculus of the mouse. Nearly all of the direction-selective neurons they studied (35 out of 38) preferred upward motion in the visual field. This preference corresponds to that of J-RGCs.[6] Kim et al. have proposed that the receptive fields of direction-selective collicular cells are built from J-RGCs. Research remains to be done on this topic.

Sensitivity to upward motion in mice

It is uncertain why the mouse seems to have invested so heavily in sensitivity to upward motion. Kim et al. have suggested mating JAM-B–CreER mice to other transgenics bearing appropriate Cre-activated channels or toxins. Thus it could be possible to inactivate the pathway and thereby directly test its function.[6]

References

  1. In-Jung Kim et al. Molecular identification of a retinal cell type that responds to upward motion (2008). Nature 452: 478-482
  2. In-Jung Kim et al. Laminar Restriction of Retinal Ganglion Cell Dendrites and Axons: Subtype-Specific Developmental Patterns Revealed with Transgenic Markers (2010). The Journal of Neuroscience. 30 (4): 1452-1462
  3. Wässle, H. Parallel processing in the mammalian retina (2004). Nat Rev Neuroscience. 5: 747-757
  4. JAM2
  5. Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named kim2010
  6. Cite error: Invalid <ref> tag; no text was provided for refs named kim2008