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近日,中國科學技術(shù)大學薛天課題組與北京師范大學、中科院生物物理研究所科學家合作,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胞組成改變及關(guān)鍵分子特征,為延緩視網(wǎng)膜衰老提供潛在干預靶標,為有效預防和治療年齡相關(guān)性視網(wǎng)膜疾病提供全新思路。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《國家科學評論》。
光線作用于視網(wǎng)膜中的感光細胞,感光細胞將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,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)膜衰老進程中細胞組成及其內(nèi)在基因調(diào)控網(wǎng)絡變化,對治療和預防年齡性相關(guān)視網(wǎng)膜疾病有著不可忽視的作用。
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)膜單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。通過比較人和恒河猴視網(wǎng)膜細胞組成和區(qū)域性分子差異,研究人員發(fā)現(xiàn)界內(nèi)認為同質(zhì)化的視桿細胞,實際上可分為MYO9A陽性和陰性細胞兩類,它們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)細胞與視椎細胞在黃斑區(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)細胞高表達具有神經(jīng)保護作用功能的基因相吻合;視桿細胞在衰老過程中損傷明顯,特別是MYO9A基因陰性的視桿細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)域和細胞類型特異性。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa179
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