生命说,要有光:薛天教授谈光调控生命过程

日期:2026-08-22 19:42:55 / 人气:12



人类最重要的感觉是视觉,而光的意义远不止“看见”。中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授的研究主题,正是“光调控生命过程”——从生物钟、情绪、脑发育到血糖代谢,光在看不见的层面塑造着生命。

传统认知里,光经视锥、视杆细胞进入视网膜,经双极细胞、神经节细胞上传至视觉皮层,形成成像视觉。但21世纪初发现的自感光视网膜神经节细胞(ipRGCs)改写了这套叙事:这类细胞自带感光蛋白,峰值响应约480纳米蓝光,无需视锥视杆参与即可独立感光,专门介导非成像视觉——生物钟校准、瞳孔对光反射、情绪与代谢调节皆由其牵头。薛天在约翰霍普金斯大学期间解析了其光信号转导机制:感光蛋白构象变化激活TRP离子通道(该通道最早发现于果蝇复眼),离子跨膜产生电信号,这条通路与无脊椎动物高度同源。

回国后,薛天团队把“眼—脑—外周”的链路逐段打通。情绪侧,他们与暨南大学任超然组合作发现:白天光照激活的通路舒缓负性情绪,夜间光照则经“眼→外侧缰核边缘区背侧→伏隔核(快感中枢)”抑制愉悦感;外侧缰核边缘区神经元受昼夜节律“阀门式”调控,白天关闭、夜间打开,由此解释为何同是光,白天提神、夜班与冬季高纬度地区的“季节相关性抑郁”却伤人。该工作入选2020年度“中国神经科学重大进展”。

代谢侧,团队发现夜间蓝光经ipRGCs→下丘脑/延髓核团→交感神经→棕色脂肪组织,抑制其产热与耗糖,降低血糖耐受性。白炽灯属黑体辐射、长波为主、难激ipRGCs,反而是相对健康的夜灯;现代冷光LED短波蓝光占比高,同等亮度下对节律与代谢干扰更强。结论很直白:夜间少进食、不吃夜宵、不看手机、用暖光低蓝光源。

脑发育侧,受于翔教授(发现暗养小鼠皮层突触生长迟缓与催产素相关)启发,薛天指出新生小鼠前10天视锥视杆尚未工作,正是ipRGCs连接下丘脑视上核、室旁核(催产素合成核团),向全脑发送“已出生、有光”的信号,驱动跨皮层突触协同生长;早期光暴露不足的小鼠,成年后学习记忆速度偏慢。该成果入选2022年度“中国神经科学重大进展”,后续“眼—脑—棕色脂肪”通路的代谢机制研究入选2023年度“中国科学十大进展”。

对普通人,薛天给的处方不复杂:白天走出水泥“洞穴”,晨间日照校准生物钟最有效,办公室靠窗优于封闭间;夜间减少蓝光,家庭照明避开冷光LED。更底层的科学锚点,是他认为领域下一个核心问题是“生物如何获得昼行性与夜行性”——这直接关联睡眠本质、时差适应与光—生命关系的终极版图。光不仅是信息载体,更是生命用来对齐自身与宇宙的计时器;理解它,才真正理解“要有光”为何是生命的头一条命令。

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