在老年人的进行性失明中,眼睛光传感器的循环是有缺陷的
美国国家眼科研究所报告称,美国约有1100万老年人患有一种导致进行性失明的疾病,即所谓的老年性黄斑变性,马里兰大学医学院(UMSOM)的研究人员开始了解这种疾病的问题所在,以便开发新的治疗方法。
使用人体组织他们的新研究发表在6月23日的《科学》杂志上自然通讯他们发现,去除眼睛老化、受损的光传感器的过程被打乱了黄斑变性。
尽管有超过50个基因与这种情况有关,但其背后的确切机制尚不清楚。大多数人都患有这种疾病,目前还没有已知的有效治疗方法。
此前,马里兰大学医学院耳鼻咽喉头颈外科和眼科学教授Zubair M. Ahmed博士的一项新研究的高级作者发现,许多患有听力障碍的家庭都有CIB2蛋白基因的基因突变。在2012年发表的研究中自然遗传学,艾哈迈德博士还表明,CIB2在一个人类大家庭以及斑马鱼的视力中都是必需的。现在,在这项最新的研究中,他的团队在先前工作的基础上,剖析了视网膜变性背后复杂的细胞机制。
研究小组将健康小鼠的眼睛与不含CIB2蛋白的小鼠的眼睛进行了比较。研究人员观察到CIB2突变小鼠并没有像健康的老鼠眼睛那样摆脱旧的光感受器蛋白质。
“光感受器在眼睛里继续生长,但随着时间的推移,光线会破坏光感受器。为了解决这个问题,眼睛里的支持细胞慢慢咀嚼旧的、受损的感光细胞,保持柱的正确长度,”马里兰大学医学院耳鼻咽喉头颈外科讲师、第一作者Saumil Sethna博士说。“如果感光器没有被移除,或者这一过程由于支持细胞消化缓慢而受阻,就像在CIB2突变小鼠中那样,未消化的物质会随着时间的推移而积累起来,这可能会导致失明。”
接下来,研究人员确定了这种光感受器循环过程中的几个成分,包括一组统称为mTORC1的蛋白质,它与许多人类疾病有关,包括癌症、肥胖和癫痫。
由于mTORC1对许多细胞功能(包括清理细胞碎片)起着核心决策作用,研究人员观察了mTORC1在CIB2突变小鼠中的活性,发现mTORC1过度活跃。他们证实,mTORC1在患有一种视网膜病变的人的眼组织样本中也过度活跃老年性黄斑变性。通过将小鼠研究结果与人类疾病联系起来,研究人员说,他们的发现表明,抗mTORC1的药物可能是治疗最常见类型的老年性黄斑变性的有效方法。mTOR,核心组件有两种不同的功能,称为复合体1(如mTORC1)或复合体2 (mTORC2)。
艾哈迈德博士说:“研究人员已经测试了许多针对mTORC1的小分子,以治疗各种疾病,但问题是mTOR是许多其他细胞功能所需要的,当你修补它时,会有重大的副作用。”“在我们的研究中,我们发现了一种调节mTORC1(而不是mTORC2)的后门方法,这可能会绕过许多抑制mTORC1通常会出现的令人不快的副作用。我们认为我们可以利用我们对这一机制的新知识来开发与年龄相关的黄斑变性和其他疾病的治疗方法。”
作者已提交专利申请,利用CIB2在控制mTOR中的作用开发新疗法(PCT/US2019/044745)。
“弄清楚与年龄相关的黄斑变性背后的细胞机制是能够开发新治疗方法的第一步,”医学博士、博士、MBA、巴尔的摩UM医疗事务执行副总裁、马里兰大学医学院John Z.和Akiko K. Bowers杰出教授和院长E. Albert Reece说。“利用对mTORC1机制作用的不断发展的理解,这项研究为研究人员开始寻找保存、治疗和/或改善黄斑病变的新方法提供了重要的见解变性,从而提高生活质量和独立生活在许多老年人。"