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干细胞研究揭示永久性失明的秘密

(纳闻记者李文瑞报导)

使用干细胞模型对视网膜和视神经的研究揭示了青光眼的特定遗传标记——这是世界上导致永久性失明的主要原因——可能会为这种疾病开辟新的治疗方法。

青光眼是一个概括性术语,描述了一组眼部疾病,这些疾病会对构成视神经的视网膜神经节细胞(靠近内眼的神经元)造成损害。 视神经是眼睛接收光线并将其传输到大脑的部分; 因此,青光眼造成的损害会导致永久性失明。 预计到 2040 年,该病将影响约 8000 万人,但治疗极为有限。

这项研究将 97 个基因簇与最常见的青光眼、原发性开角型青光眼或 POAG 造成的损害联系起来,揭示了控制疾病发作方式的重要遗传成分。 POAG 是一种遗传上复杂的疾病,很可能是遗传性的,目前无法阻止或逆转。 POAG 唯一可用的治疗方法是释放眼睛压力,这只会减缓病情。

该研究项目由墨尔本大学加文医学研究所和眼科青光眼研究中心联合领导。

“我们看到了青光眼的遗传原因如何在单个细胞中发挥作用,以及它们在不同的人中如何变化,”该研究的联合主要作者和墨尔本大学学者约瑟夫鲍威尔教授在 Garvan 研究所的媒体发布会上说。

“目前的治疗只能减缓视力的丧失,但这种理解是朝着针对单个细胞类型的药物迈出的第一步,”鲍威尔说。

Veterenar,Instills,A,治疗,Drop,In,The,Eys,Of,A 青光眼是狗的紧急情况,因为它会很快导致永久性失明。 青光眼是一个笼统的术语,描述了一组损害视神经的眼部疾病。 (Masarik/Shutterstock)干细胞建模的贡献

这一发现背后的研究发表在《细胞基因组学》杂志上,是澳大利亚医学研究中心长期合作的结果,涉及使用干细胞建模研究复杂疾病及其潜在遗传原因; 研究人员说,这证明了这项研究的成功以及这种方法的力量。

以前,青光眼研究受到限制,因为无法以非侵入性方式从参与者那里获得视神经样本。 然而,干细胞建模解决了这个问题,因为它允许研究人员从皮肤中开发视神经样本,皮肤是身体更容易提取的部分。

该团队对 183 名参与者进行了皮肤活检,其中 91 人患有晚期原发性开角型青光眼,以收集皮肤细胞,他们可以重新编程以恢复为干细胞,然后引导成为视网膜细胞。 在收集的 183 个样本中,110 个样本(其中 54 个来自 POAG 参与者)成功地从皮肤细胞转化为视网膜,其中超过 200,000 个转化的细胞被测序以产生“分子特征”。

本研究的研究人员采用单细胞 RNA 基因测序来研究单个细胞。 这种形式的测序创建了一个非常详细的遗传图谱,它寻找影响一个或多个基因表达的遗传变异——将指令从 DNA 转变为功能性产物(如蛋白质)的过程。 通过识别这些关键基因,可以进一步推断遗传变异对青光眼的影响。

比较患有和不患有青光眼的人的特征,以确定控制青光眼攻击视网膜方式的关键遗传成分。

研究人员首先利用青光眼患者和非青光眼患者的特征确定了 312 种与最终在 POAG 患者中退化的神经节细胞相关的遗传变异。 对与 POAG 相关的基因的进一步分析将上述 97 个簇与青光眼造成的损害联系起来。

照片 2001 年 8 月 15 日在纽约市美国自然历史博物馆展出的人类基因组的数字表示。每种颜色代表 DNA 的四种化学成分之一。 (Mario Tama/Getty Images)这项研究对青光眼患者意味着什么

该论文的另一位联合主要作者、墨尔本大学教授 Alice Pébay 说,通过研究视网膜细胞中的青光眼,可以创建该疾病的特定背景特征。

“我们想看看青光眼是如何在视网膜细胞中发挥作用的——例如,而不是在血液样本中——这样我们就可以确定目标的关键遗传机制,”Pébay 说。

“同样,我们需要知道哪些遗传变异是健康和正常的,因此我们可以将它们排除在治疗之外。”

为了提高对青光眼等复杂疾病的了解,研究人员指出,建立疾病概况非常重要,这有助于了解疾病的原因、风险和基本机制。 此外,基因研究对药物开发和临床前试验至关重要,因为它们有助于构建完整的人类疾病模型。

塔斯马尼亚大学教授和该论文的第三位联合主要作者亚历克斯·休伊特说,这项研究的结果为未来对新型青光眼治疗的研究奠定了基础。

“科学家们不仅可以开发出更多量身定制的药物,而且我们可能会使用干细胞模型在临床前试验中测试数百种药物,”休伊特说。

“这种方法还可用于以个性化的方式评估药物疗效,以评估青光眼治疗是否对特定患者有效。”

青光眼是一种隐匿性疾病,有时会与注意力不集中或视力随着年龄的增长而恶化相混淆,但它会杀死您的视力并使您失明。  (快门)