治疗视网膜色素变性的新希望

时间：2022-07-26 10:35:08 来源：网络整理

色素性视网膜炎是人类最常见的遗传性视网膜疾病，全世界每4000人中就有1人患病。最初的症状通常出现在10岁到20岁之间，夜视丧失。此后，视野变得狭窄，形成“隧道视野”，最终在40岁左右失明。这种疾病的特征是光敏感细胞，即光感受器的退化。

这些视网膜上的特殊神经元细胞负责将光转化为神经信号。细胞的外层是由一堆圆盘组成的，感光色素就位于这些圆盘上。内节包含所有代谢机制必不可少的细胞功能，并连接纤毛与外节。

分子拉链

位于这个连接纤毛的四种蛋白质的基因突变都与呈现光感受器退化的视网膜病理有关。这四种蛋白质是由理学院分子与细胞生物学系的paul Guichard和Virginie Hamel实验室鉴定出来的。它们位于中心粒，由微管构成的圆柱形结构，存在于所有动物细胞中。

在中心粒中，这些蛋白质像拉链一样确保不同微管的凝聚力。我们想知道它们是否在连接纤毛的管状结构中发挥了同样的作用，”该研究的最后一位作者Virginie Hamel解释道。

空前精确的观测

多亏了Virginie Hamel和paul Guichard团队优化的膨胀显微镜技术，该技术允许细胞膨胀而不变形，科学家们能够以从未达到的分辨率观察视网膜组织。生物学家们重点研究了上述四种蛋白质中某一种的基因发生突变或没有发生突变的小鼠纤毛的连接结构。这些观察是在不同的生命阶段进行的。“在没有突变的情况下，我们发现这些蛋白质就像我们之前在中心粒中看到的那样，通过形成一个拉链，在发育过程中关闭微管之间的凝聚力，”该研究的第一作者、分子与细胞生物学部门的研究人员Olivier Mercey解释说。

另一方面，当这种蛋白质的基因发生突变时，虽然微管的结构在最初的几天内看起来正常，但微管之间的相互连接逐渐变得越来越少。成年后，受影响小鼠的微管不再“压缩”在一起，并最终崩溃，导致光感受器细胞死亡。

修复“分子拉链”，防止细胞死亡

这项工作得到了欧洲研究理事会(ERC)和pro Visu基金会的支持，使人们对色素性视网膜炎的分子和结构水平有了更好的了解，从而可以考虑在细胞退化的上游进行治疗。

“通过将这种蛋白质注射到某些类型的色素性视网膜炎患者体内，我们可以想象，分子拉链可以恢复，以确保连接纤毛的微管的结构完整性，从而防止感光细胞的死亡。”我们正在与UNIL和Jules-Gonin眼科医院的同事Yvan Arsenijevic和Corinne Kostic合作评估这一方法，”该研究的合著者paul Guichard总结道。

Journal Reference:

Olivier Mercey, Corinne Kostic, Eloïse Bertiaux, Alexia Giroud, Yashar Sadian, David C. A. Gaboriau, Ciaran G. Morrison, Ning Chang, Yvan Arsenijevic, paul Guichard, Virginie Hamel. The connecting cilium inner scaffold provides a structural foundation that protects against retinal degeneration. pLOS Biology, 2022; 20 (6): e3001649 DOI: 10.1371/journal.pbio.3001649

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