Их результаты вселяют надежду, что когда-нибудь удастся восстановить сетчатку, поврежденную травмой, глаукомой и другими заболеваниями глаз. Их усилия являются частью Медицинского института стволовых клеток и регенеративной медицины UW.
Многие ткани нашего тела, такие как наша кожа, могут заживать, потому что они содержат стволовые клетки, которые могут делиться и дифференцироваться в клетки, необходимые для восстановления поврежденных тканей. Однако клеткам нашей сетчатки не хватает этой способности к регенерации.
Как следствие, травма сетчатки часто приводит к необратимой потере зрения.Однако это не относится к рыбкам данио, которые обладают замечательной способностью регенерировать поврежденные ткани, включая нервную ткань, такую как сетчатка. Это возможно, потому что сетчатка рыбок данио содержит клетки, называемые глии Мюллера, которые несут в себе ген, позволяющий им регенерироваться. Когда эти клетки чувствуют, что сетчатка повреждена, они включают этот ген, называемый Ascl1.
Ген кодирует тип белка, называемый фактором транскрипции. Он может влиять на активность многих других генов и, следовательно, иметь большое влияние на функцию клеток. В случае рыбок данио активация Ascl1 по существу перепрограммирует глию в стволовые клетки, которые могут измениться, чтобы стать клетками всех типов, необходимых для восстановления сетчатки и зрения.
Команду исследователей в новом исследовании возглавил Том Рех, профессор биологических структур Медицинского факультета Вашингтонского университета. Ученые хотели узнать, можно ли использовать этот ген для перепрограммирования глии Мюллера у взрослых мышей. Исследователи надеялись вызвать регенерацию, которая не происходит естественным образом в сетчатке млекопитающих.Результаты их исследования появятся в Интернете 26 июля в журнале Nature.
Ведущий автор — Николас Йорстад, докторант программы «Молекулярная медицина и механизмы заболеваний» Вашингтонского университета.Как и люди, мыши не могут восстанавливать сетчатку. Йорстад сказал, что для проведения эксперимента команда «взяла страницу из учебника для рыбок данио».
Они создали мышь, у которой была версия гена Ascl1 в глии Мюллера. Затем ген был включен с помощью инъекции препарата тамоксифен.Более ранние исследования группы показали, что когда они активируют ген, глия Мюллера будет дифференцироваться в клетки сетчатки, известные как интернейроны, после повреждения сетчатки этих мышей. Эти клетки играют жизненно важную роль в поле зрения.
Они получают и обрабатывают сигналы от светочувствительных клеток сетчатки, палочек и колбочек и передают их другому набору клеток, которые, в свою очередь, передают информацию в мозг.Однако в своем более раннем исследовании исследователи обнаружили, что активация гена работает только в течение первых двух недель после рождения. Немного позже, и мыши больше не могли восстанавливать сетчатку. Рех сказал, что сначала они думали, что замешан другой фактор транскрипции.
В конце концов они определили, что гены, важные для регенерации глии Мюллера, блокируются молекулами, которые связываются с хромосомами. Это один из способов, которым клетки «блокируют» гены, чтобы не активировать их.
Это форма эпигенетической регуляции — контроля того, как и когда работают части генома.В своей новой статье Рех и его коллеги показывают, что с помощью препарата, который блокирует эпигенетическую регуляцию, называемого ингибитором гистондеацетилазы, активация Ascl1 позволяет глии Мюллера у взрослых мышей дифференцироваться в функционирующие интернейроны. Исследователи продемонстрировали, что эти новые интернейроны интегрируются в существующую сетчатку, устанавливают связи с другими клетками сетчатки и нормально реагируют на сигналы от светочувствительных клеток сетчатки.
Рех сказал, что его команда надеется выяснить, есть ли другие факторы, которые могут быть активированы, чтобы позволить глии Мюллера регенерировать во все различные типы клеток сетчатки. Если это так, возможно, по его словам, можно разработать методы лечения, которые могут восстановить повреждение сетчатки, которое является причиной нескольких распространенных причин потери зрения.