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        科學(xué)家首次解析人類與恒河猴視網(wǎng)膜衰老分子圖譜

        2020-12-04 13:56:41
        醫(yī)藥前沿 2020年30期
        關(guān)鍵詞:視桿細(xì)胞恒河黃斑

        近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)薛天課題組與北京師范大學(xué)、中科院生物物理研究所科學(xué)家合作,在國際上首次“畫出”人類與非人靈長類恒河猴視網(wǎng)膜衰老分子圖譜,發(fā)現(xiàn)人視網(wǎng)膜在衰老過程中的細(xì)胞組成改變及關(guān)鍵分子特征。成果在線發(fā)表于《國家科學(xué)評論》,為延緩視網(wǎng)膜衰老提供潛在干預(yù)靶標(biāo),為有效預(yù)防和治療年齡相關(guān)性視網(wǎng)膜疾病提供全新思路。

        視覺是人和動物最重要的感知覺,至少有80%的外界信息經(jīng)由視覺系統(tǒng)接收、處理和感知。光線作用于視網(wǎng)膜中的感光細(xì)胞,這些細(xì)胞將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,經(jīng)過多級神經(jīng)元傳遞,最后視覺信號通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X中,使得人和動物能夠感知外界物體的大小、明暗、顏色、動靜。然而,隨著年齡增長,視網(wǎng)膜功能會逐漸退化。因此,了解視網(wǎng)膜衰老進程中細(xì)胞組成及其內(nèi)在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)變化,對治療和預(yù)防年齡性相關(guān)視網(wǎng)膜疾病有著不可忽視的推動作用。

        中國科大聯(lián)合團隊共收集119520 個不同年齡段的人和恒河猴視網(wǎng)膜單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。通過比較人和恒河猴視網(wǎng)膜細(xì)胞組成和區(qū)域性分子差異,研究人員發(fā)現(xiàn)原來界內(nèi)認(rèn)為同質(zhì)化的視桿細(xì)胞,實際上可以分為兩類MYO9A 陽性和陰性細(xì)胞,這兩種細(xì)胞在人和恒河猴中組成比例有很大差異;對黃斑區(qū)和外周區(qū)視網(wǎng)膜進行對比,發(fā)現(xiàn)穆勒膠質(zhì)細(xì)胞與視椎細(xì)胞在黃斑區(qū)和外周區(qū)存在明顯的基因表達差異。

        為了研究人類和恒河猴視網(wǎng)膜衰老過程中分子演變進程,研究人員對視網(wǎng)膜黃斑區(qū)和外周區(qū)的數(shù)據(jù)進行擬合,計算出兩個區(qū)域的衰老曲線。結(jié)果顯示,黃斑區(qū)衰老程度高于外周區(qū),這與外周區(qū)穆勒膠質(zhì)細(xì)胞高表達具有神經(jīng)保護作用功能的基因相吻合;視桿細(xì)胞在衰老過程中損傷明顯,特別是MYO9A基因陰性的視桿細(xì)胞在衰老過程中更容易減少數(shù)量。研究人員還發(fā)現(xiàn)黃斑區(qū)特異富集的基因在衰老過程中表達量會顯著下降,外周區(qū)富集基因卻無明顯下降現(xiàn)象。最后,研究人員根據(jù)兩個物種的視網(wǎng)膜基因表達譜,構(gòu)建55 種視網(wǎng)膜疾病易感基因的表達圖譜,發(fā)現(xiàn)了這些基因表達的區(qū)域和細(xì)胞類型特異性。

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