全世界每3000人中就有一人患有某种形式的遗传性视网膜营养不良,这是人群中发病率最高的罕见疾病之一。迄今为止,已发现了90个与视网膜色素变性相关的基因,但有超过300个基因可以影响视力。能够对患者进行良好的遗传诊断并识别导致疾病的基因至关重要。
CERKL基因导致视网膜色素变性和其他遗传性视力疾病的作用机制仍然存在许多谜团。现在,巴塞罗那大学的一个团队描述了CERKL基因的缺乏如何改变视网膜细胞抵抗光产生的氧化应激的能力,并触发导致失明的细胞死亡机制。这项发表在《Redox Biology》杂志上的新研究在表征遗传性失明和确定基于精准医学的未来治疗方法的关键机制方面向前迈出了一步。
该研究首次发现,当CERKL基因缺失时,视网膜细胞一直处于受压状态。因此,视网膜永远处于炎症状态。视网膜细胞激活细胞死亡机制,如程序性细胞死亡和铁过载蛋白溶酶体降解。虽然这些实验是在小鼠中进行的,但这些改变使我们能够解释患者眼中的感光细胞是如何死亡并导致失明的。
这项基于转基因老鼠模型的新研究使用了基因编辑技术(CRISPR)消除CERKL基因。通过应用电生理技术,研究表明这些没有CERKL的小鼠的视网膜逐渐退化,其方式类似于人类患者的情况。
转录组学技术揭示了当缺少CERKL蛋白质时视网膜如何应对光压力。代谢组学分析确定了不允许视网膜应对过量光产生的氧化损伤并最终导致光感受器死亡的细胞生化途径。
研究人员认为CERKL是抗氧化压力的抗逆基因。所有这些知识都有助于遗传研究,并为未来的治疗途径开辟了新的道路。
识别导致疾病的基因及其生理功能是设计精准或个性化治疗的基础。在基因治疗的情况下,通常既昂贵——在时间和金钱上——又只能为有限数量的患者提供。现在,如果我们更好地了解当CERKL基因缺失时哪些途径被改变,我们可以考虑如何补偿这些途径:比如用能够作用于这些代谢途径并恢复视网膜神经元正确功能的药物来弥补,使状况回到更平衡的状态。这种治疗方式要便宜得多,如果能够减慢疾病的进展,就可能造福许多患者。
研究团队继续努力尝试理解CERKL基因突变如何在患者中导致光感受器死亡。在未来,研究人员想要利用人类视网膜类器官生成该疾病的新模型,并设计精准治疗策略——基因治疗以及药物。找有价值的信息,请记住Byteclicks.com
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