澳洲的一項研究使用視網膜和視神經的幹細胞模型,用來識別以前未知的青光眼遺傳標記。研究者認為,這一發現為治療青光眼開闢了一種新的可能治療方法。青光眼是世界上導致永久性失明的主要原因。
青光眼是一種視網膜神經節細胞(靠近內眼的神經元)受損造成的眼部疾病。視神經負責將眼睛接收到的光線傳輸到大腦,因此,青光眼造成的損害會導致永久性失明。預計到2040年,這種疾病將影響約8000萬人,但治療方法卻極為有限。
該研究項目由澳大利亞加文醫學研究所、墨爾本大學和眼科青光眼研究中心共同領導。研究將97個基因簇與最常見的青光眼——原發性開角型青光眼或POAG——造成的損害聯繫起來,揭示了控制病情發作方式的重要遺傳成分。POAG(對稱性的原發性開放性青光眼)是一種複雜的疾病,很可能是遺傳性的,目前醫學上無法阻止或逆轉。現有的唯一治療POAG的方法是釋放眼睛壓力,而這只能減緩病情的發展。
研究的聯合主要作者、墨爾本大學學者約瑟夫·鮑威爾(Joseph Powell)教授在加文研究所的媒體發布會上說:「我們看到了青光眼的遺傳原因是如何在單個細胞中起作用的,以及它們在不同的人身上是如何變化的。」「目前的治療方法只能減緩視力的喪失,但這項新的研究是朝著單個細胞類型的藥物邁出的第一步。」
幹細胞模型的貢獻
與這一發現相關的研究發表在《細胞基因組學》(Cell Genomics)雜誌上,是澳大利亞醫學研究中心之間長期合作的結果,涉及使用幹細胞建模研究複雜疾病及其潛在遺傳原因。研究人員表示,這證明了該研究的成功和所使用方法的力量。
以前,青光眼研究受到限制,因為無法以非侵入性方式從參與者身上獲取視神經樣本。 然而,幹細胞模型解決了這個問題,因為它允許研究人員能夠從皮膚中提取視神經樣本,這是一個更容易提取的身體部位。
該團隊對183名參與者進行了皮膚活檢,其中91人患有晚期原發性開角型青光眼,來收集皮膚細胞,這些細胞可以重新編程恢復為幹細胞,然後引導其成為視網膜細胞。在收集的183個樣本中,110個樣本(54個來自POAG參與者)成功地從皮膚細胞轉化為視網膜,並對超過 20萬個這樣的轉化細胞進行了測序,以生成「分子特徵」。
研究人員採用了單細胞RNA基因測序,以研究單個細胞。該測序創建了一個非常詳細的遺傳圖譜,它尋找影響一個或多個基因表達的遺傳變異——將DNA的指令轉化為蛋白質等功能性產品的過程。通過識別這些關鍵基因,可以進一步推斷出遺傳變異對青光眼的影響。
對那些青光眼患者和非患者的特徵進行了比較,以確定控制青光眼攻擊視網膜方式的關鍵遺傳成分。
研究人員首先利用青光眼患者和非患者的特徵,確定了312 種與 POAG 患者最終退化的神經節細胞相關的遺傳變異。 對與 POAG 相關的基因的進一步分析將上述97個集群與青光眼造成的損害聯繫起來。
研究對青光眼患者意味著什麼
該論文的另一位共同主要作者、墨爾本大學教授艾利斯·芭貝(Alice Pébay)說,通過研究視網膜細胞中的青光眼,可以創建該疾病的特定背景資料。
芭貝說:「我們想了解青光眼是如何在視網膜細胞中發生特異性作用的——而不是在血液樣本中——這樣我們就能確定要針對的關鍵遺傳機制。」
「同樣,我們需要知道哪些基因變異是健康和正常的,這樣我們可以把它們排除在治療之外。」
研究人員指出,重要的是建立一個疾病檔案,以促進對疾病的原因、風險和基本機制的理解。 此外,基因研究對於藥物開發和臨床前試驗至關重要,因為它們有助於構建完整的人類疾病模型。
塔斯馬尼亞大學(University of Tasmania)教授和該論文的第三位共同主要作者亞歷克斯·休伊特(Alex Hewitt)說,這項研究的結果為未來新型青光眼治療方法的研究奠定了基礎。
休伊特說:「科學家不僅可以開發出更多量身定製的藥物,而且我們有可能利用幹細胞模型在臨床前試驗中測試數百種藥物。」「這種方法也可以用來以個性化的方式評估藥物療效,以評估青光眼治療方法是否對特定患者有效。」◇
英文報導請見英文《大紀元時報》:Secrets of Permanent Blindness Revealed by Stem-cell Research。
責任編輯:李凡