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視網(wǎng)膜穆勒細胞重編程的遺傳及表觀遺傳調(diào)控因子
Genetic and epigenetic regulators of retinal Müller glial cell reprogramming
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Xueqi Xiao, Zhiyong Liao, Jian Zou*
浙江大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院,浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心
近日,浙江大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院、浙二眼科中心鄒鍵教授研究團隊在 “Advances in Ophthalmology Practice and Research” 期刊發(fā)表了題為“Genetic and epigenetic regulators of retinal Müller glial cell reprogramming” 的綜述。該文闡述了調(diào)控視網(wǎng)膜穆勒細胞(Retinal Müller Glial Cell)重編程的遺傳和表觀遺傳因子,并詳細對比了這些調(diào)控因子在不同物種中的作用。該論文的第一作者為碩士研究生肖雪棋,鄒鍵教授為論文的通訊作者。
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論文導讀
Highlight
人類視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞退化死亡后不可再生。例如,視神經(jīng)萎縮和視網(wǎng)膜變性等疾病引起視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞死亡,對視力造成不可逆的損傷,導致視功能障礙,甚至失明。目前仍沒有合適方案可以治療這些疾病。
視網(wǎng)膜穆勒細胞(Retinal Müller Glial Cell)是視網(wǎng)膜內(nèi)的主要膠質(zhì)細胞。
在低等脊椎動物中,穆勒細胞可以在視網(wǎng)膜損傷后被激活,通過重編程產(chǎn)生新的神經(jīng)細胞,從而在功能和結(jié)構(gòu)上修復視網(wǎng)膜損傷。然而,在哺乳動物中,視網(wǎng)膜損傷只能誘導穆勒細胞反應性膠質(zhì)增生,形成神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕,阻止視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的進一步破壞,但不能發(fā)生重編程形成新的神經(jīng)細胞。
近年來,通過深入研究穆勒細胞損傷激活的分子細胞機制,發(fā)現(xiàn)不同動物中的激活機制存在顯著差異,一系列的遺傳和表觀遺傳因子在其中發(fā)揮重要作用。參考低等脊椎動物穆勒細胞的激活方式,在引入某些特定外源因子的情況下,可以促使哺乳動物穆勒細胞進入重編程,生成新的神經(jīng)細胞。這引起人們的極大興趣,希望可以通過某些方案,有效促進哺乳動物穆勒細胞進入重編程,在視網(wǎng)膜病變部位原位生成新的神經(jīng)細胞,實現(xiàn)神經(jīng)細胞再生,最終治療該類疾病。
本文回顧了穆勒細胞重編程過程中的重要調(diào)控因子,并著重對比這些因子在不同物種間的功能差異。
首先,作者總結(jié)了不同物種中穆勒細胞損傷應答方式的區(qū)別。斑馬魚中,視網(wǎng)膜損傷會自發(fā)觸發(fā)穆勒細胞重編程,可以生成所有類型的新的視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞,修復損傷。重編程過程包括:穆勒細胞退出靜止狀態(tài),穆勒細胞的去分化與進入重編程,以及穆勒細胞衍生祖細胞的增殖和再分化。然而,小鼠穆勒細胞感知視網(wǎng)膜損傷后進行反應性膠質(zhì)增生。有意思的是,通過干預,例如過表達重編程因子Ascl I并用曲古抑菌素A抑制去乙酰酶的活性,可以強制促使小鼠穆勒細胞進入重編程(Fig.1)。
然后,作者詳細介紹了不同因子在低等脊椎動物中如何促進穆勒細胞重編程,而在哺乳動物中是具有類似功能還是具有不同作用。這些包括:Notch和TGFβ信號介導穆勒細胞退出靜止狀態(tài);小膠質(zhì)細胞及多種細胞因子和生長因子誘導細胞進入重編程;包括Jak/Stat3、MAPK/Erk、Ascl I等在內(nèi)的多種細胞內(nèi)信號途徑和轉(zhuǎn)錄因子,以及表觀遺傳因子,促進穆勒細胞衍生祖細胞的增殖(Fig.2)。
02
論文圖表
Fig. 1 斑馬魚和小鼠視網(wǎng)膜穆勒細胞應答視網(wǎng)膜急性損傷。縮略詞:RMGCs,視網(wǎng)膜穆勒細胞;MGPC,穆勒細胞衍生祖細胞;AC,無長突細胞;GCs,神經(jīng)節(jié)細胞;HCs,水平細胞;BCs,雙極細胞;TSA, 曲古抑菌素A。
Fig. 2 視網(wǎng)膜細胞重編程的遺傳和表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡??s略詞:RMGC, 視網(wǎng)膜穆勒細胞。
引用本文
1.Xiao XQ, Liao ZY and Zou J. Genetic and Epigenetic Regulators of Retinal Müller Glial Cells Reprogramming. Adv Ophthalmol Pract Res. 2023;3(3); 126-133 doi: 10.1016/j.aopr.2023.05.004
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作者介紹
通訊作者
鄒鍵,浙江大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學院與浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心雙聘教授,主要從事視網(wǎng)膜退行性疾病的機制研究,并探索有效治療方案。近年來,在 Development、Autophagy、Journal of Genetics and Genomics、Investigative ophthalmology & visual science、Clinical immunology、Developmental Cell、Molecular cell 等國際期刊發(fā)表文章40余篇。
第一作者
肖雪棋,溫州大學生物學理學碩士
文編 | 肖雪棋
編排 | 丁思敏
審核 | 王凱軍
浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心 浙江大學眼科醫(yī)院