将神经退行性疾病从青光眼视为阿尔茨海默氏症:关于如何保护神经元的新发现,并鼓励其增长

视网膜神经节细胞

具有轴突和树枝状的视网膜神经节细胞的实例,在健康眼视网膜中。信贷:UC San Diego Health Sciences

通过抑制特定的酶家族,可以开发用于将神经变性疾病从青光眼治疗的新疗法产生新的疗法老年痴呆症

许多神经退行性条件,从青光眼到阿尔茨海默病,以轴突造成伤害 - 长而细长的突起,从一个神经细胞到另一个神经细胞的电脉冲,促进蜂窝通信。对轴突的伤害经常导致神经元障碍和细胞死亡。

研究人员知道,抑制称为双亮氨酸拉链激酶(DLK)的酶似乎在广泛的神经变性疾病模型中鲁布利地保护神经元,但DLK还抑制轴突再生。到目前为止,没有有效的方法来修饰基因以改善神经元的长期存活并促进再生。

在2020年12月14日发布的论文中国家科学院的诉讼程序(PNA)一位由加州大学研究人员领导的多大学团队,San Diego医学院和UC San Diego Health学院的San Diego Health,确定了另一家称为发芽细胞激酶四激酶(GCK-IV激酶)的酶,其抑制是强烈的神经保护,同时还允许轴突再生,使其成为在一些神经变性疾病治疗的有吸引力的治疗方法。

“我们基本上讨论了一组基因,当抑制时,允许视神经细胞生存和再生,”在谢丽特比的眼科系科学妇虫学系副教授的高级作者德里克·威尔比尔·博士(Shiley)的副教授眼睛研究所。

“在这项工作之前,该领域知道如何让这些细胞生存,但不能再生。相反,有些方法可以促进再生,但那么生存率相当谦虚。当然,对于愿景成功的策略,你需要两者,这是一个方向的一步。“

首先在从人干细胞中产生视网膜神经节细胞(RGC)后,研究人员进行了一系列筛网。RGCS是一种位于眼睛视网膜内表面附近的神经元。它们从感光器接收视觉信息,并集体帮助将该信息传送到大脑。

第一个屏幕涉及测试一组良好研究的化学品,以评估增加RGCS存活的能力;第二次测量化学品促进再生能力的能力。

“然后,我们使用了一种机器学习技术来了解为什么某些化合物在其他方面是活跃的,而其他化合物则没有,它识别出这些关键基因,”威尔比说。

他说,发现这些基因改善RGC生存的生存并不令人惊讶。“但是,您将预测它们(如DLK)在抑制时会阻塞再生,而不是促进再生。这绝对是一个惊喜。它强调了使用高吞吐量筛选的基于发现的科学的优点之一:通过一次测试许多代理,我们可以找到识别可能没有被认为发挥作用的忽视基因。“

Welsbie和同事专注于RGCS的工作,因为它们对光学神经病变感兴趣,例如青光眼。“大多数人只考虑在”眼压“方面的青光眼,”威尔比说。但眼压只是一个问题的一部分。在其核心,青光眼是一种神经变性疾病,其特征在于RGC和其轴突的逐步丧失,导致视神经,视力障碍和失明的可衡量的结构和功能损失。

美国疾病控制和预防中心估计300万美国人有青光眼。这是全球失明的第二个主要原因。

威尔比警告说,目前尚不清楚这些调查结果是否延伸到其他神经元类型,但他指出该工作表明强烈的治疗可能性。

参考:“抑制GCK-IV激酶在CNS Neurons中解离细胞死亡和轴突再生”通过Amit K.Patel,Risa M. Broyer,Cassidy D. Lee,Tianlun Lu,Mikaela J. Louie,Anna La Torre,Hassan Al-Ali,Mai T. Vu,Katherine L. Mitchell,Karl J. Wahlin,Cynthia A. Berlinicke,Vinod Jaskula-Ranga,Yang Hu,Xin Duan,Santiago Vilar,John L. BixBy,Robert N. Weinreb,Vance P. Lemmon,Vance P. Lemmon,Donald J. Zack和Derek S. Welsbie,2020年12月14日,国家科学院的诉讼程序
DOI:10.1073 / PNAS.2004683117

共同作者包括:Amit K.Patel,Risa M. Broyer,Cassidy D. Lee,Tianlun Lu,Mai T. Vu,Karl J. Wahlin和Robert N. Weinreb,全部在UC San Diego;Mikaela J. Louie,Anna La Torre和Yang Hu,UC Davis;Hassan Al-Ali,John L. Bixby和Vance P. Lemmon,迈阿密大学;Katherine L. Mitchell和Vinod Jaskula-Ranga和Donald J. Zack,约翰霍普金斯大学;鑫段,UC旧金山;圣地亚哥VIRA,TRUVITECH,迈阿密。

从国家卫生机构(Grant 1Ro111029342),预防失明,E. Matilda Ziegler Foundation,Brightfocus Foundation,争夺视野争夺,Glaucoma研究基金会催化剂的研究和Tushinsky的研究家庭。

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