發(fā)布日期：2017-07-28
美國華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家成功地再生了成年小鼠的視網(wǎng)膜細(xì)胞。他們的結(jié)果為人們有朝一日實現(xiàn)修復(fù)因外傷、青光眼和其他眼疾而受損的視網(wǎng)膜提供途徑。
成年斑馬魚的視網(wǎng)膜可以再生
我們身體的許多組織，比如我們的皮膚，受傷是可以愈合的，因為它們含有干細(xì)胞，可以分化為修復(fù)受損組織所需的細(xì)胞類型。然而，我們的視網(wǎng)膜細(xì)胞缺乏這種再生能力。結(jié)果，視網(wǎng)膜的損傷常常導(dǎo)致永久性視力喪失。
然而，在斑馬魚身上卻沒有這種情況，因為它具有非凡的再生受損組織的能力，包括視網(wǎng)膜等神經(jīng)組織。這可能是因為斑馬魚視網(wǎng)膜的Müller細(xì)胞含有一種基因能使它們再生細(xì)胞。當(dāng)這些細(xì)胞感覺到視網(wǎng)膜受傷了，它們會啟動這一稱為Ascl1的基因。
該基因編碼一種轉(zhuǎn)錄因子，可以影響許多其他基因的活性，因此對細(xì)胞功能有重大影響。在斑馬魚的情況下，激活A(yù)scl1能將神經(jīng)膠質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成需要修復(fù)視網(wǎng)膜和恢復(fù)視力的所有類型細(xì)胞。
新的研究由華盛頓大學(xué)的Tom Reh教授所領(lǐng)導(dǎo)。科學(xué)家們想看一看是否能利用這個基因重編程成年小鼠中的Müller細(xì)胞。研究人員希望能促進(jìn)哺乳動物視網(wǎng)膜中非自然發(fā)生的再生。他們的研究結(jié)果于7月26日在線發(fā)表在Nature上。第一作者是博士生Nikolas Jorstad。
創(chuàng)造帶有斑馬魚再生基因的小鼠
像人類一樣，小鼠不能修復(fù)它們的視網(wǎng)膜。Jorstad說為了組織他們的實驗，團(tuán)隊從斑馬魚的再生調(diào)控中獲得靈感。他們創(chuàng)造了一個小鼠，在它的Müller細(xì)胞有一個拷貝的Ascl1基因。然后用藥物他莫昔芬（tamoxifen）注射啟動該基因表達(dá)。
研究團(tuán)隊早期的成功結(jié)果已經(jīng)表明當(dāng)他們激活該基因，在神經(jīng)元損傷后的小鼠視網(wǎng)膜中，Müller細(xì)胞會分化成叫做中間神經(jīng)元（interneuron）的視網(wǎng)膜細(xì)胞。這些細(xì)胞在視覺中起著至關(guān)重要的作用。它們接收并處理來自視網(wǎng)膜的光探測細(xì)胞、桿狀細(xì)胞和視錐細(xì)胞的信號，并將這些信號傳遞給另一組細(xì)胞，這些細(xì)胞又將信息傳遞給大腦。
顯微鏡圖片顯示了視網(wǎng)膜中的Müller細(xì)胞和神經(jīng)
阻斷表觀遺傳調(diào)控能讓成年小鼠視網(wǎng)膜再生
然而，在他們早先的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)激活這種基因只在出生后的頭兩周內(nèi)起作用。再過些時間，小鼠就不能修復(fù)它們的視網(wǎng)膜了。Reh說，最初他們以為另一個轉(zhuǎn)錄因子參與了。最后他們發(fā)現(xiàn)Müller細(xì)胞再生的關(guān)鍵基因被結(jié)合到染色體的分子所阻礙。這是一種細(xì)胞“鎖定”基因以阻止它們被激活的方法。它是表觀遺傳調(diào)控的一種形式，控制著基因組的運(yùn)作方式和時間。
在他們的新論文中，Reh和他的同事們發(fā)現(xiàn)，使用藥物阻斷的表觀遺傳調(diào)控稱為組蛋白去乙?；敢种苿せ預(yù)scl1允許成年小鼠的Müller細(xì)胞分化為功能性的。研究人員證明，這些新的中間神經(jīng)元整合到現(xiàn)有的視網(wǎng)膜，建立與其它視網(wǎng)膜細(xì)胞的連接，并對光線檢測視網(wǎng)膜細(xì)胞的信號反應(yīng)正常。
Reh說，他的團(tuán)隊希望找出是否有其它因素，可以激活Müller細(xì)胞允許其再生成為視網(wǎng)膜的不同類型細(xì)胞。他說，如果是這樣的話，就可能開發(fā)出更方便的修復(fù)視網(wǎng)膜損傷的治療方法，而視網(wǎng)膜損傷是導(dǎo)致視力喪失的幾種常見原因。
來源：生物探索
