114年:眼球生理

下列何種細胞連結方式使視網膜色素上皮細胞具血液視網膜屏障(blood-retina barrier )之功能?

A間隙細胞連結(gap junction )
B錨定細胞連結(anchoring junction )
C緊密細胞連結(tight junction )
D原生質絲(plasmodesmata )

詳細解析

本題觀念:

視網膜色素上皮細胞(retinal pigment epithelium, RPE)形成外層血液視網膜屏障(outer blood-retina barrier, outer BRB)的細胞連結機制——考查何種細胞連結使RPE具有屏障功能。

選項分析

(A) 間隙細胞連結(gap junction)❌ 間隙細胞連結(gap junction)由連接蛋白(connexins)形成,允許相鄰細胞間小分子(如離子、cAMP、葡萄糖)直接通過,功能在於細胞間通訊與代謝協調,而非形成屏障。RPE確有gap junction存在,但此並非血液視網膜屏障的基礎。

(B) 錨定細胞連結(anchoring junction)❌ 錨定細胞連結(anchoring junction)包括黏附連結(adherens junction)和橋粒(desmosome),主要功能是細胞間機械性連接,維持組織完整性與細胞骨架錨定。雖在RPE中存在,但不形成滲透性屏障。

(C) 緊密細胞連結(tight junction)✅ 正確答案 緊密連結(tight junction,又稱封閉帶 zona occludens)由claudin(RPE中以claudin-19為主)、occludin、ZO蛋白等組成,形成相鄰細胞頂端周圍的「分子封條」,可:

  • 阻止極性分子、離子、蛋白質等在細胞旁路(paracellular pathway)自由通過
  • 形成上皮屏障,選擇性調控物質通過 RPE細胞之間的緊密連結是**外層血液視網膜屏障(outer BRB)**的結構基礎,隔絕脈絡膜豐富血管中的物質,防止其不受控制地進入視網膜下間隙和神經視網膜。

(D) 原生質絲(plasmodesmata)❌ 原生質絲(plasmodesmata)是植物細胞特有的細胞間連結結構,通過細胞壁連接相鄰植物細胞的細胞質。動物細胞(包括人類RPE細胞)完全沒有原生質絲。此選項為干擾選項。

答案解析

正確答案為 (C) 緊密細胞連結(tight junction)

血液視網膜屏障(blood-retina barrier, BRB)分為兩層:

  • 內層BRB(inner BRB):視網膜血管內皮細胞之間的緊密連結
  • 外層BRB(outer BRB):RPE細胞之間的緊密連結

RPE緊密連結的分子組成中,claudin-19是最豐富的成分,並與occludin、ZO-1/ZO-2協同維持屏障完整性。此屏障選擇性調控脈絡膜(choroid)與視網膜下間隙之間的物質交換,對維持視網膜微環境(離子平衡、生長因子濃度、廢物清除)至關重要。

臨床上,outer BRB破壞與以下疾病密切相關:

  • 糖尿病性視網膜病變(diabetic retinopathy)
  • 年齡相關性黃斑部病變(age-related macular degeneration, AMD)

核心知識點

  1. 外層BRB = RPE細胞間的緊密連結(claudin-19為主要成分)
  2. 內層BRB = 視網膜血管內皮細胞間的緊密連結
  3. 四種細胞連結功能比較
    • 緊密連結(tight junction):屏障功能、選擇性通透
    • 錨定連結(anchoring junction):機械強度(黏附連結 + 橋粒)
    • 間隙連結(gap junction):細胞間通訊
    • 原生質絲(plasmodesmata):植物細胞專有,動物細胞無
  4. RPE功能:光感受器外節盤膜吞噬更新、視覺循環(retinoid cycling)、離子/水分運輸、outer BRB維持

參考資料

  1. Tight Junctions of the Outer Blood Retina Barrier - PMC
  2. The blood-retina barrier: tight junctions and barrier modulation - PubMed
  3. Blood–retinal barrier - Wikipedia