Исследователи из Университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси, обнаружили, что у рыбок данио пониженный уровень нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) заставляет сетчатку, светочувствительную ткань в задней части глаза, производить стволовые клетки. Находка проливает свет на то, как рыбки данио регенерируют сетчатку после травмы, и дает информацию об усилиях по восстановлению зрения у слепых людей. Исследование финансировалось Национальным институтом глаз (NEI) и сегодня опубликовано в Интернете в Stem Cell Reports. NEI является частью Национального института здоровья.
"Эта работа открывает новые идеи для лечения болезней слепоты и имеет значение для более широкой области регенеративной медицины," сказал Том Гринвелл, доктор философии.D., Сотрудник программы NEI по нейробиологии сетчатки.
В течение многих лет специалисты по зрению изучали рыбок данио, чтобы понять их способность к регенерации сетчатки. Рыбки данио легко восстанавливаются после травм сетчатки, которые навсегда ослепят человека. Ранние исследования на рыбках данио привели к идее, что умирающие клетки сетчатки высвобождают сигналы, которые запускают опорные клетки сетчатки, называемые глии Мюллера, для дедифференцировки – возврата в состояние, похожее на стебель, – и пролиферации.
Однако недавние исследования мозга и поджелудочной железы мышей предполагают, что ГАМК, хорошо изученный нейромедиатор, также может играть важную роль в регенерации, в отличие от ее роли в передаче локальных сигналов от одного нейрона к следующему. Ученые, изучающие часть мозга, называемую гиппокампом, обнаружили, что уровень ГАМК регулирует активность нервных стволовых клеток. «Когда уровень ГАМК высок, стволовые клетки остаются в покое, а если уровень ГАМК снижается, то стволовые клетки начинают делиться», – пояснил Джеймс Паттон, доктор философии.D., Стивенсон, профессор биологических наук в Вандербильте и старший автор нового исследования сетчатки у рыбок данио. Подобный феномен был зарегистрирован в поджелудочной железе мышей.
Основываясь на этих выводах, Паттон и его ученик Махеш Рао предположили, что ГАМК может участвовать в реакции регенерации сетчатки у рыбок данио. Чтобы проверить свою идею, Паттон и Рао вводили ингибиторы ГАМК в неповрежденные глаза рыбок данио и обнаружили, что у рыб развилась регенеративная реакция; то есть глия Мюллера в сетчатке дедифференцировалась и пролиферировала. И наоборот, повышение уровня ГАМК после индукции повреждения сетчатки подавляло пролиферацию дедифференцированной глии Мюллера.
Эти результаты подтвердили гипотезу исследователей о том, что снижение передачи сигналов ГАМК является признаком регенерации сетчатки рыбок данио. "Это первый отчет, показывающий регенеративную роль ГАМК в сетчатке данио," сказал Паттон.
Паттон и соавторы проводят текущую работу, чтобы определить, может ли дифференцированная глия Мюллера превращаться в функциональные клетки сетчатки, такие как фоторецепторы, активируемые светом. Они также изучают, может ли изменение передачи сигналов ГАМК вызвать регенеративный ответ в сетчатке других видов, таких как мыши.