科学家在老鼠身上再生视网膜细胞
西雅图华盛顿大学医学院的科学家们成功地在成年老鼠的视网膜上再生了细胞。
他们的研究结果带来了希望,有一天可能会修复因外伤、青光眼和其他眼部疾病而受损的视网膜。他们的工作是华盛顿大学干细胞和再生医学医学研究所的一部分。
我们身体的许多组织,如皮肤,可以愈合,因为它们含有茎细胞它可以分裂分化成修复受损组织所需的细胞类型。然而,我们视网膜的细胞却缺乏这种再生能力。因此,视网膜损伤往往会导致永久性视力丧失。
然而,在斑马鱼身上却不是这样,斑马鱼具有非凡的再生能力受损组织包括视网膜等神经组织。这是可能的,因为斑马鱼的视网膜含有一种叫做Müller神经胶质的细胞,这种细胞含有一种允许它们再生的基因。当这些细胞感觉到视网膜受到损伤时,它们就会打开这种名为Ascl1的基因。
这种基因编码一种叫做转录因子的蛋白质。它可以影响许多其他基因的活性,因此,对细胞功能有重大影响。以斑马鱼为例,Ascl1的激活本质上是将神经胶质重新编程为干细胞这些细胞可以变成修复视网膜和恢复视力所需的所有细胞类型。
这项新研究的研究团队由华盛顿大学医学院生物结构教授汤姆·雷领导。科学家们想看看是否有可能用这个基因重新编程Müller神经胶质细胞成年老鼠.研究人员希望能促进哺乳动物视网膜的再生,而这种再生在哺乳动物的视网膜中是不会自然发生的。
他们的研究结果发表在7月26日的杂志上自然.该研究的主要作者是尼古拉斯·约斯塔德(Nikolas Jorstad),他是华盛顿大学分子医学和疾病机制项目的博士生。
和人类一样,老鼠的视网膜也不能修复。Jorstad说,为了进行他们的实验,该团队“从斑马鱼的剧本中吸取了一页”。他们创造了一只在Müller神经胶质细胞中有Ascl1基因版本的老鼠。然后通过注射他莫西芬来激活基因。
该团队早期的研究表明,当他们激活该基因时,Müller胶质细胞会在这些小鼠的视网膜损伤后分化为称为中间神经元的视网膜细胞。这些细胞在视力方面起着至关重要的作用。它们接收并处理来自视网膜的视杆细胞和视锥细胞的信号,并将信号传递给另一组细胞,再由另一组细胞将信息传递给大脑。
然而,在他们早期的研究中,研究人员发现激活该基因只在出生后的前两周起作用。过了一段时间,老鼠就再也无法修复它们的视网膜。Reh说,起初他们认为另一种转录因子与此有关。最终,他们确定对Müller神经胶质再生至关重要的基因被与染色体结合的分子阻断了。这是细胞“锁定”的一种方式基因防止它们被激活。这是表观遗传调控的一种形式——控制基因组的某些部分如何以及何时运作。
在他们的新论文中,Reh和他的同事们表明,通过使用一种被称为组蛋白去乙酰化酶抑制剂的药物来阻止表观遗传调控,Ascl1的激活可以使成年小鼠中的Müller神经胶质细胞分化为有功能的中间神经元。研究人员证明,这些新的中间神经元整合到现有的视网膜中,与其他视网膜细胞建立连接,并对来自光探测的信号做出正常反应视网膜细胞.
Reh说,他的团队希望找到是否有其他因素可以被激活,使Müller胶质细胞再生为所有不同类型的细胞视网膜.他说,如果是这样的话,就有可能开发出修复视网膜损伤的治疗方法,视网膜损伤是导致糖尿病的几种常见原因视力丧失.
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