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新研究揭示基因如何影响视网膜老化与大脑健康

时间:2025-02-26 11:36来源: 作者:

摘要:研究人员利用九种不同遗传背景的小鼠,识别了影响眼睛老化的因素,为基于眼睛的神经退行性疾病诊断铺平了道路。


研究背景

视力变化是衰老的必然部分,但为什么有些人更容易患上与年龄相关的眼病,而另一些人则经历更严重的视力下降?杰克逊实验室(JAX)的最新研究表明,遗传在眼睛老化过程中起着关键作用,不同的遗传背景以独特的方式影响视网膜老化。

这项发表在《分子神经退行性疾病》(Molecular Neurodegeneration)上的研究,分析了九种不同遗传背景小鼠视网膜中与年龄相关的基因和蛋白质变化,模拟了人类中的遗传多样性。尽管所有小鼠都表现出预期的衰老迹象,但这些变化的严重程度和性质在九种小鼠品系之间存在显著差异。


更精准的眼睛老化模型

传统上,视网膜老化和疾病的研究依赖于单一品系的基因相同小鼠,限制了研究人员理解遗传变异作用的能力。该研究的领导者、JAX教授兼Diana Davis Spencer基金会青光眼研究主席Gareth Howell表示:“研究年龄相关性眼病的挑战在于老化是异质性的。观察一种小鼠品系的老化过程可能并不适用于所有小鼠或人类。为了克服以往研究的局限性,我们希望了解遗传背景如何驱动视网膜老化。”

Howell及其团队利用九种不同遗传背景的小鼠,更好地反映了人类的遗传多样性,生成了年轻和老年小鼠中与年龄相关的基因和分子变化数据。他们的数据集现已公开,Howell希望这些发现能帮助其他研究衰老和视力丧失的科学家,同时也可能提高眼睛作为“大脑窗口”预测神经退行性疾病的实用性。


基因和蛋白质分析预测眼病

该研究最重要的发现之一是识别出两种与人类视网膜疾病高度相似的小鼠品系。通过进行类似于人类在常规眼科检查中的眼部检查,研究人员发现,Watkins Star Line B(WSB)品系的小鼠表现出年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性的特征,而新西兰肥胖(NZO)品系的小鼠则表现出糖尿病视网膜病变的特征。此外,基因和蛋白质分析预测这两种小鼠品系会发展为常见的年龄相关性眼病。

该研究的共同第一作者、JAX博士后Olivia Marola表示:“看到我们生成的分子数据预测了这两种小鼠品系中特定的视网膜细胞异常,这令人鼓舞。当我们在分子水平上观察到NZO小鼠视网膜神经节细胞的独特变化时,果然我们也看到了这些细胞功能的显著变化。”

研究的另一位共同第一作者、博士后Michael MacLean解释说,这些模型将使研究人员能够研究这些疾病的进展并探索潜在的治疗方法。此外,这些模型还可以帮助其他科学家选择适合自己衰老相关研究的小鼠模型,或进一步研究加速眼睛老化和眼病(如白内障、青光眼、黄斑变性和糖尿病视网膜病变)相关的单个基因。


视网膜作为阿尔茨海默病的生物标志物

除了视力研究,这项研究还可能对神经退行性疾病产生更广泛的影响。由于视网膜是大脑的直接延伸,了解其老化过程可能为阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症提供线索。

Howell表示:“眼睛是一个重要器官,这项研究填补了我们对老化理解的重要空白。但除此之外,眼睛是大脑的窗口。通过了解健康眼睛的老化过程,我们或许能够开发出利用眼睛判断人们患阿尔茨海默病等疾病风险的新方法。”


 

参考文献

  • 期刊:Olivia J. Marola, Michael MacLean, Travis L. Cossette, Cory A. Diemler, Amanda A. Hewes, Alaina M. Reagan, Jonathan Nyandu Kanyinda, Daniel A. Skelly, Gareth R. Howell. Genetic context modulates aging and degeneration in the murine retina. Molecular Neurodegeneration, 2025; 20 (1) DOI: 10.1186/s13024-025-00800-9

  • 来源:杰克逊实验室提供的材料。注:内容可能经过编辑以适应风格和长度。


这项研究不仅为眼睛老化和相关疾病提供了新的见解,还为未来开发基于眼睛的神经退行性疾病诊断工具奠定了基础。通过揭示遗传背景在视网膜老化中的作用,科学家们有望为阿尔茨海默病等疾病的早期检测和治疗开辟新途径。


(责任编辑:泉水)
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