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视网膜穆勒细胞重编程的遗传及表观遗传调控因子
Genetic and epigenetic regulators of retinal Müller glial cell reprogramming
(点击英文标题可直接浏览、下载论文)
Xueqi Xiao, Zhiyong Liao, Jian Zou*
浙江大学转化医学研究院,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心
近日,浙江大学转化医学研究院、浙二眼科中心邹键教授研究团队在 “Advances in Ophthalmology Practice and Research” 期刊发表了题为“Genetic and epigenetic regulators of retinal Müller glial cell reprogramming” 的综述。该文阐述了调控视网膜穆勒细胞(Retinal Müller Glial Cell)重编程的遗传和表观遗传因子,并详细对比了这些调控因子在不同物种中的作用。该论文的第一作者为硕士研究生肖雪棋,邹键教授为论文的通讯作者。
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论文导读
Highlight
人类视网膜神经细胞退化死亡后不可再生。例如,视神经萎缩和视网膜变性等疾病引起视网膜神经细胞死亡,对视力造成不可逆的损伤,导致视功能障碍,甚至失明。目前仍没有合适方案可以治疗这些疾病。
视网膜穆勒细胞(Retinal Müller Glial Cell)是视网膜内的主要胶质细胞。
在低等脊椎动物中,穆勒细胞可以在视网膜损伤后被激活,通过重编程产生新的神经细胞,从而在功能和结构上修复视网膜损伤。然而,在哺乳动物中,视网膜损伤只能诱导穆勒细胞反应性胶质增生,形成神经胶质瘢痕,阻止视网膜结构的进一步破坏,但不能发生重编程形成新的神经细胞。
近年来,通过深入研究穆勒细胞损伤激活的分子细胞机制,发现不同动物中的激活机制存在显著差异,一系列的遗传和表观遗传因子在其中发挥重要作用。参考低等脊椎动物穆勒细胞的激活方式,在引入某些特定外源因子的情况下,可以促使哺乳动物穆勒细胞进入重编程,生成新的神经细胞。这引起人们的极大兴趣,希望可以通过某些方案,有效促进哺乳动物穆勒细胞进入重编程,在视网膜病变部位原位生成新的神经细胞,实现神经细胞再生,最终治疗该类疾病。
本文回顾了穆勒细胞重编程过程中的重要调控因子,并着重对比这些因子在不同物种间的功能差异。
首先,作者总结了不同物种中穆勒细胞损伤应答方式的区别。斑马鱼中,视网膜损伤会自发触发穆勒细胞重编程,可以生成所有类型的新的视网膜神经细胞,修复损伤。重编程过程包括:穆勒细胞退出静止状态,穆勒细胞的去分化与进入重编程,以及穆勒细胞衍生祖细胞的增殖和再分化。然而,小鼠穆勒细胞感知视网膜损伤后进行反应性胶质增生。有意思的是,通过干预,例如过表达重编程因子Ascl I并用曲古抑菌素A抑制去乙酰酶的活性,可以强制促使小鼠穆勒细胞进入重编程(Fig.1)。
然后,作者详细介绍了不同因子在低等脊椎动物中如何促进穆勒细胞重编程,而在哺乳动物中是具有类似功能还是具有不同作用。这些包括:Notch和TGFβ信号介导穆勒细胞退出静止状态;小胶质细胞及多种细胞因子和生长因子诱导细胞进入重编程;包括Jak/Stat3、MAPK/Erk、Ascl I等在内的多种细胞内信号途径和转录因子,以及表观遗传因子,促进穆勒细胞衍生祖细胞的增殖(Fig.2)。
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论文图表
Fig. 1 斑马鱼和小鼠视网膜穆勒细胞应答视网膜急性损伤。缩略词:RMGCs,视网膜穆勒细胞;MGPC,穆勒细胞衍生祖细胞;AC,无长突细胞;GCs,神经节细胞;HCs,水平细胞;BCs,双极细胞;TSA, 曲古抑菌素A。
Fig. 2 视网膜细胞重编程的遗传和表观遗传调控网络。缩略词:RMGC, 视网膜穆勒细胞。
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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作者介绍
通讯作者
邹键,浙江大学转化医学院与浙江大学医学院附属第二医院眼科中心双聘教授,主要从事视网膜退行性疾病的机制研究,并探索有效治疗方案。近年来,在 Development、Autophagy、Journal of Genetics and Genomics、Investigative ophthalmology & visual science、Clinical immunology、Developmental Cell、Molecular cell 等国际期刊发表文章40余篇。
第一作者
肖雪棋,温州大学生物学理学硕士
文编 | 肖雪棋
编排 | 丁思敏
审核 | 王凯军