 与失明有关的基因 青光眼和黄斑变性是常见的眼部疾病，每年都有数百万人因此失明。数以百计的基因，被认为与增加这些疾病的易感性有关，这些基因往往是预防或逆转失明的治疗起点。然而，对于这些基因在视觉系统中的表达位置、时间和原因，科学家仍不甚了解。 经过十多年的努力，哈佛大学的科学家们完成了一项详尽的分析，这项分析不仅为更好的、更有针对性的失明的基因疗法指明了道路，而且还让人们对人类视觉的复杂性有了新的认知。 在这项新发表于《美国国家科学院院刊》杂志上的研究中，研究团队详细列出了在人眼的所有结构中发现的近160种细胞类型，以及每种细胞类型表达的基因。他们将这一成果称为人眼细胞图谱。这幅图谱可以用来评估哪种细胞类型会表达任何与疾病相关的基因，进而帮助设计出有效的治疗方案。 人眼细胞图谱 论文的通讯作者Joshua Sanes是哈佛大学脑科学中心的创始主任，作为一名细胞生物学教授，他长期以来一直想要研究哺乳动物脑中的复杂神经回路是如何形成的，尤其是位于眼睛后部的神经视网膜。 神经视网膜具有非常重要的作用，它既是“照相机”，又是“图形处理器”。大多数不可逆的失明是由视网膜疾病引起的。视网膜是脑中相对容易研究的部分，因为它位于头骨之外，这意味着科学家们可以在不钻孔的情况下研究它。 十多年前，Sanes和同事们开始用单细胞RNA测序技术，对在数千个视网膜细胞中表达的基因同时进行识别。作为当时的一种新技术，研究人员将其与日益强大的生物信息学相结合，利用RNA转录对神经视网膜细胞进行了分类。RNA转录指的是DNA在每个细胞中被复制成RNA时的可读信息。 由于Sanes对失明的发病机制很感兴趣，他决定使用RNA测序技术来分析视网膜的细胞，并与此同时分析包括角膜、虹膜和视神经等周围结构在内的整个人眼的细胞。这些结构中的许多部分都与视力丧失有关。 在新研究中，研究团队共分析了视神经、视神经盘、巩膜和视网膜色素上皮细胞的约15.1万个细胞，总共识别了近160种细胞类型。有些细胞类型专属于晶状体或视网膜等结构，而有一些则出现于多个结构中。 他们的分析结果描绘了一幅用于了解哪种细胞类型可以表达什么基因，以及基因是在哪里表达的蓝图。 利用这一蓝图，研究人员绘制了180多个与青光眼相关的基因的表达图谱。青光眼是在全球范围内造成失明的主要原因，它不仅与视网膜有关，还与眼睛前后的眼部组织有关。研究人员发现，与青光眼相关的基因在许多细胞类型中均有表达，包括在视网膜、小梁网和视神经盘，以及一些意想不到的地方，如视网膜色素上皮中。 治疗失明 绘制人类眼睛的基因表达图谱，或许能为治疗失明提供信息，同时也为人类视力的进化提供线索。除了青光眼之外，这一成果还可以为研究数百种眼睛疾病的发病机制提供坚实的基础，其中大多数目前仍是无法治愈的。 此外，Sanes的研究团队还使用单RNA测序技术创建了灵长类动物、啮齿动物、鱼类、鸟类和其他动物物种的神经细胞图谱，以试图通过比较不同物种之间的共有细胞类型，来推断进化是如何优先塑造不同的视网膜结构的。 #创作团队： 撰文：Anne J. Manning 排版：雯雯 #参考来源： https://news./gazette/story/2023/08/eye-atlas-could-guide-targeted-therapies-in-blindness-prevention/ #图片来源： 封面图&首图：TheDigitalArtist / Pixabay
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