青光眼和黄斑变性每年导致数百万人失明。数百个基因与增加疾病易感性有关,这些基因通常是预防或逆转失明疗法的起点。但人们并不总是清楚这些基因在视觉系统中的表达地点、时间和原因。
经过十多年的研究,哈佛大学的科学家完成了一项详细的分析,不仅可以为更好、更有针对性的失明基因疗法指明道路,还可以激发人们对人类视觉的巨大复杂性的新认识。
该团队由神经生物学家 Joshua Sanes 领导,编写了人眼所有结构中发现的近 160 种细胞类型的完整目录,以及每种细胞类型表达的基因清单。他们在《美国国家科学院院刊》杂志上详细介绍了他们的发现,并将其称为人眼细胞图谱。
Sanes 说:“我们的图谱可用于评估哪些细胞类型表达任何疾病相关基因,从而提出设计有效治疗策略的方法。”
萨内斯是哈佛大学分子和细胞生物学教授、哈佛大学脑科学中心创始主任,长期以来一直对哺乳动物大脑中复杂的神经回路如何形成很感兴趣,特别是在眼睛后部的神经视网膜中。并充当部分相机、部分图形处理器。大多数不可逆失明是由视网膜疾病引起的。视网膜也是大脑中相对容易研究的部分,因为它位于头骨之外,“这意味着你可以在不钻任何孔的情况下研究它,”他说。
十多年前,Sanes 和同事开始使用单细胞 RNA 测序来同时识别在数千个视网膜细胞中表达的基因。当时的新技术,加上日益强大的生物信息学,使他们能够通过 RNA 转录本对神经视网膜细胞进行分类,这些转录本是一些独特的信息,当 DNA 在每个细胞中被复制到 RNA 时,这些信息就变得可读。
出于对失明发病机制的兴趣,萨内斯转而使用 RNA 测序来分析视网膜细胞,还分析整个人眼,包括角膜、虹膜和视神经等周围结构。许多这些结构都与视力丧失有关。