视觉从视网膜开始，视网膜是眼睛中的光感神经网络，对我们观察周围世界的能力至关重要。贝勒医学院，德克萨斯儿童医院和病童医院的研究开发了一个新平台，使他们能够发现视网膜神经元的新调节因子。该平台命名为INSiGHT，用于检查100多个基因，并鉴定了16个关键的视网膜调节基因。
 
在这些基因中，15个先前未被鉴定为视网膜调节剂，9个与人类疾病相关。该研究结果发表在“细胞报告”杂志上，有助于更全面地了解与健康和疾病中视网膜功能有关的遗传因素。
 
“除非我们能够理解控制神经命运，身份和连接的分子途径，否则很难预防或治疗全球影响2.53亿人的视力障碍，”相应的作者，神经科学助理教授Melanie Samuel博士说。贝勒医学院赫芬顿老龄中心。
 
由于更好地理解神经系统分子控制的更大目标，Samuel和她的同事专注于视网膜。
 
“我们研究视网膜有很多原因。首先，人们是视觉导向的。事实上，我们大脑的很大一部分都致力于视觉处理，”Samuel说，他也是Baylor Dan L Duncan综合癌症中心的一员。“其次，视网膜是神经系统相对于大脑的一个较简单的部分，使其更易于研究。此外，我们对视网膜有很多了解，包括其许多神经元类型的特征及其基本连接性。最后，视网膜可以提供进入大脑的窗口，因为管理一个系统的分子和原理通常也会影响另一个系统。“
 
眼光
 
在这项研究中，Samuel及其同事采用了一种无偏见的方法来筛选与视网膜正常发育有关的新基因。他们与贝勒医学院的Knockout Mouse Project合作，由分子和人类遗传学教授Arthur Beaudet博士和分子生理学和生物物理学教授Mary Dickinson博士领导，他们是该研究的共同作者。
 
“该项目得到美国国立卫生研究院数百万美元的资助，并与英国哈威尔的玛丽里昂中心合作，产生的小鼠品种都缺乏特定的基因，这些基因已被淘汰或删除。我们还建立了这个项目。被淘汰的小鼠的主要特征是了解基因是如何工作的以及它们应负责的功能，“迪金森说道，他还在贝勒担任Kyle和Josephine Morrow捐赠主席。
 
在她的实验室中，Samuel和她的同事通过观察被删除的基因在视网膜中发挥的作用，进一步推动了Knockout Mouse Project的工作。为此，研究人员开发了INSiGHT平台，该平台代表通过高通量筛选鉴定神经和突触完整性基因。该系统分析候选基因的表达及其缺失对组织样品中血管图案，细胞组织和突触排列的影响。
 
研究人员从超过100种不同系列的敲除小鼠中收集组织样本，代表约450种不同的动物，并应用INSiGHT来确定哪些细胞系可能在视网膜组织的几个特征中受到影响。他们发现了16种独特的视网膜调节基因。其中15个在神经发育，布线和血管图案方面没有被牵连到培育视网膜。重要的是，所有这些基因都具有相同的人类基因，其中9个基因以前与人类神经疾病有关。
 
“在我们发现的16个基因中，有一些引起了我们的注意，”塞缪尔说。“例如，缺乏基因Slc44a1的动物在视网膜中显示出非常显着的脉管系统模式变化。我们有兴趣进一步研究这种基因，因为视网膜血管网络的正常发育和维持对正常视觉功能至关重要，无论是在小鼠和人群中“。
“这项研究特别令人兴奋，因为除了帮助了解眼病的潜在机制外，它还可能提供其他神经或心血管疾病的见解，”迪金森说。“眼睛真的像一个小脑，但有一个直接观察生物学的内置窗口。通过将成像与大规模遗传学和细胞生物学方法相结合，我们开始理解以前没有描述过的基因作用。”
 
现在塞缪尔和她的同事已经解决了问题，他们计划扩大他们的筛选以寻找更多基因，并确定他们已经发现的基因如何在视网膜和大脑中发挥作用。
 
“我们的目标是为该领域的一个关键目标做出贡献，即制定调节神经系统的基因纲要，”塞缪尔说。