Многие нейродегенеративные состояния, от глаукомы до болезни Альцгеймера, характеризуются повреждением аксонов — длинных тонких выступов, которые проводят электрические импульсы от одной нервной клетки к другой, облегчая клеточные коммуникации. Повреждение аксонов часто приводит к поражению нейронов и гибели клеток.
Исследователи знают, что ингибирование фермента, называемого киназой двойной лейциновой молнии (DLK), по-видимому, надежно защищает нейроны в широком диапазоне моделей нейродегенеративных заболеваний , но DLK также подавляет регенерацию аксонов. До сих пор не существовало эффективных методов модификации генов, чтобы улучшить как долгосрочную выживаемость нейронов, так и способствовать регенерации.
В статье, опубликованной 14 декабря 2020 года в PNAS , группа из нескольких университетов под руководством исследователей из Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета и Института зрения Шили при Калифорнийском университете в Сан-Диего определила еще одно семейство ферментов, называемых киназой четырех киназ зародышевых клеток (GCK). -IV киназы), ингибирование которых является сильным нейропротекторным, а также позволяет регенерацию аксонов, что делает их привлекательным терапевтическим подходом для лечения некоторых нейродегенеративных заболеваний.
«Мы в основном выяснили, что существует набор генов, которые при ингибировании позволяют клеткам зрительного нерва выживать и регенерироваться», — сказал старший автор Дерек Велсби, доктор медицинских наук, доцент офтальмологии в семейном отделении Витерби. Офтальмология в Глазном институте Шили.
«До этой работы ученые знали, как заставить эти клетки выжить, но не регенерировать. И наоборот, есть способы стимулировать регенерацию, но тогда выживаемость была довольно скромной. Конечно, для успешной стратегии восстановления зрения вы нужны и то, и другое, и это шаг в этом направлении «.
Исследователи провели серию скринингов после создания ганглиозных клеток сетчатки (RGC) из стволовых клеток человека. RGC — это тип нейрона, расположенный около внутренней поверхности сетчатки глаза. Они получают визуальную информацию от фоторецепторов и все вместе помогают передавать эту информацию в мозг.
Первый скрининг включал тестирование группы хорошо изученных химических веществ для оценки их способности увеличивать выживаемость RGC; второй — для измерения способности химикатов способствовать регенерации.
«Затем мы использовали метод машинного обучения, чтобы понять, почему одни соединения активны, а другие — нет, и идентифицировали эти ключевые гены», — сказал Велсби.
По его словам, открытие того, что эти гены улучшают выживаемость RGC, неудивительно. «Однако вы могли бы предположить, что они (как DLK) будут блокировать регенерацию, когда она запрещена, а не способствовать регенерации . Это определенно было неожиданностью. Это подчеркивает одно из преимуществ науки, основанной на открытиях, с использованием высокопроизводительного скрининга : агентов, мы можем идентифицировать пропущенные гены, которые, возможно, не играли никакой роли ».
Загрузка...
