Борьба со слепотой: ученые сосредоточили внимание на ключевом белке

Чтобы изучить, как этот белок поддерживает зрение, исследователи смоделировали дистрофию сетчатки у мышей. Как и у людей, мышей не хватает ?2δ4 умерли от болезни, и их зрение было нарушено.
«Большая часть нашей работы продиктована желанием понять, что идет не так в ряде слепых условий», — пояснил профессор ЦНИИ Кирилл А. Мартемьянов, старший автор нового исследования. «Теперь мы нашли молекулу, которая играет ключевую роль в том, что фоторецепторы могут подключаться к нейронной цепи и передавать световые сигналы, которые они получают, в мозг."

Исследование было недавно опубликовано в Интернете в журнале Neuron.
Секретный ингредиент для зрения
Наше зрение зависит от двух типов фоторецепторов в светочувствительном слое глаза, называемом сетчаткой.

Фоторецепторы-стержни улавливают фотоны на самых низких уровнях света и поддерживают ночное видение, а фоторецепторы колбочки воспринимают яркий свет и различают цвета. И палочки, и колбочки должны подключаться к нейронной цепи сетчатки, чтобы отправлять информацию в мозг.

Мартемьянов и его коллеги изучают нейронные связи, которые делают зрение возможным. В предыдущем исследовании ученые определили новый белок клеточной адгезии под названием ELFN1, который стержни используют для установления контактов со своими партнерами, называемыми биполярными нейронами.

Однако, как ELFN1 выполняет задачу подключения фоторецепторов, было неясно.
В новом исследовании эксперименты, возглавленные научным сотрудником TSRI Ючэном Вангом из лаборатории Мартемьянова, показали, что для этой связи требуется ?2δ4 для соединения структуры, называемой макромолекулярным комплексом более высокого порядка, с ELFN1 и другими белками, называемыми кальциевыми каналами.

Эти кальциевые каналы вызывают высвобождение глутамата химического посредника, который фоторецепторы используют для связи с биполярными нейронами.
Короче, объяснил Ван, без того и другого ?2δ4 и другие кальциевые каналы в макромолекулярном комплексе, стержни не могут подключаться к нервной цепи. "Мы нашли это ?2δ4 необходим для организации пресинаптического отсека палочковых фоторецепторов », — сказал он.
Поразительно, но устранение соответствующего гена для ?2δ4 в модели мыши прервал передачу световых сигналов от фоторецепторов в мозг, не влияя на способность обнаруживать свет. «Это похоже на то, что вы пытаетесь позвонить — и ваш телефон полностью исправен — но вас не слышат, потому что нет сигнала», — сказал Мартемьянов.

Конусы, казалось, справлялись с нехваткой ?2δ4 только немного лучше. Без ?2δ4, мыши не могли видеть в условиях тусклого света и не могли перемещаться по лабиринту при слабом освещении из-за дисфункциональных стержней. Их колбочки тоже пострадали, но они все еще могли посылать слабые сигналы в мозг.

«Их зрение при тусклом свете было полностью отменено», — сказал Мартемьянов. "И сигнал от конусов едва мог сделать это."
Ван сказал, что сейчас исследователи проводят больше исследований, чтобы учесть разницу между стержнями и колбочками.
Возможный способ сохранить здоровье глаз
В дальнейшем Мартемьянов и его команда планируют изучить, можно ли манипулировать ?2δ4 может помочь фоторецепторам передавать свои сигналы и поддерживать связь, чтобы дольше оставаться работоспособными в моделях возрастной потери зрения, основного состояния слепоты у людей.

«Если мы сможем побудить умирающие фоторецепторы усилить их связь со схемами сетчатки и сохранить связи, которые они создают, мы, вероятно, сможем отсрочить потерю зрения при дегенеративных состояниях, таких как возрастная дегенерация желтого пятна», — сказал Мартемьянов.
Исследователи также считают, что такие факторы проводки, как ?2δ4 и ELFN1 также могут помочь исследователям решить текущую проблему использования стволовых клеток для коррекции потери зрения.
Мартемьянов объяснил, что текущие усилия многих лабораторий в настоящее время направлены на замену мертвых фоторецепторных клеток палочками и колбочками, полученными из стволовых клеток, в качестве стратегии восстановления зрения; однако интеграция новых фоторецепторов в цепь сетчатки была сложной задачей.

Новое исследование предполагает, что ?2δ4 может быть секретным ингредиентом для подключения этих новых клеток к нейронной цепи.

Портал обо всем