Генетически разнообразные мышиные модели раскрывают закономерности старения глаз и подсказки о здоровье мозга
Изменения зрения являются неизбежной частью старения, но почему некоторые люди более восприимчивы к возрастным заболеваниям глаз и почему у некоторых людей ухудшение зрения происходит сильнее, чем у других? Новое исследование из Лаборатории Джексона (JAX) показывает, что генетика играет ключевую роль в том, как стареют глаза, при этом различные генетические фоны по-разному влияют на старение сетчатки.
Исследование, опубликованное в Molecular Neurodegeneration , изучало возрастные изменения в генах и белках сетчатки девяти линий мышей , имитируя генетическую изменчивость, обнаруженную у людей. Хотя все мыши демонстрировали ожидаемые признаки старения, тяжесть и характер этих изменений значительно различались между девятью линиями.
Более точный подход к моделированию старения глаз
Традиционно исследования старения и заболеваний сетчатки основывались на одной линии генетически идентичных мышей, что ограничивало возможности исследователей в понимании роли генетической изменчивости.
«Проблема изучения возрастных заболеваний глаз заключается в том, что старение неоднородно», — сказал Гарет Хауэлл, профессор и председатель фонда Дианы Дэвис Спенсер по исследованию глаукомы в JAX, который руководил исследованием. «Наблюдение за тем, как старение происходит у одной линии мышей, может не иметь отношения ко всем мышам или людям. Чтобы преодолеть ограничения предыдущих исследований, мы хотели узнать, как генетический контекст управляет старением сетчатки».
В своей работе Хауэлл и его команда использовали девять штаммов мышей с различным генетическим фоном, разработанных для лучшего отражения человеческой изменчивости, генерируя данные о возрастных генетических и молекулярных изменениях у молодых и старых мышей. Теперь, когда их набор данных стал общедоступным , Хауэлл и его команда надеются, что их выводы помогут другим ученым, изучающим старение и потерю зрения — работа, которая также может улучшить полезность глаза как окна в мозг для прогнозирования неврологического упадка.
Генетический и белковый анализы предсказывают заболевания глаз
Одним из наиболее значимых открытий в ходе исследования стало выявление двух линий мышей, у которых наблюдаются заболевания сетчатки глаза, очень похожие на заболевания сетчатки человека.
Проводя осмотры глаз, подобные тем, которые человек проходит на обычном приеме у окулиста, исследователи обнаружили, что у штамма Watkins Star Line B (WSB) развились характеристики возрастной макулярной дегенерации и пигментного ретинита , редкой наследственной формы слепоты, в то время как у штамма New Zealand Obese (NZO), известного своим тяжелым ожирением и диабетом, развилась диабетическая ретинопатия. Кроме того, анализ генов и белков у обоих штаммов мышей предсказал, что у них разовьются распространенные возрастные заболевания глаз.
«Было многообещающе увидеть, что полученные нами молекулярные данные предсказали определенные аномалии клеток сетчатки в этих двух штаммах», — сказала Оливия Марола, постдокторант JAX и соавтор новой статьи. «Когда мы увидели уникальные изменения в ганглиозных клетках сетчатки NZO на молекулярном уровне, конечно же, мы увидели радикальные функциональные изменения в этих клетках».
Майкл Маклин, научный сотрудник и один из первых авторов работы, объяснил, что эти модели позволят исследователям изучить, как развиваются эти заболевания, и изучить потенциальные методы лечения.
Это также может помочь другим ученым выбрать, какие модели мышей использовать в их собственных работах, связанных со старением, или провести дополнительные исследования для выявления отдельных генов, связанных с ускоренным старением глаз и такими заболеваниями глаз, как катаракта, глаукома, дегенерация желтого пятна и диабетическая ретинопатия.
Сетчатка как биомаркер болезни Альцгеймера
Помимо исследования зрения, это исследование может иметь более широкие последствия для нейродегенеративных заболеваний. Поскольку сетчатка является прямым продолжением мозга, понимание того, как она стареет, может дать подсказки о таких состояниях, как болезнь Альцгеймера и других формах слабоумия.
«Глаз — важнейший орган, и это исследование заполняет важный пробел в нашем понимании старения», — сказал Хауэлл. «Но помимо этого, глаз — это окно в мозг. Понимая, как стареет здоровый глаз, мы, возможно, сможем работать над новыми способами использования глаз для определения риска развития у людей таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера».