遗传因素导致“斜视”或者偏差的眼睛
约2 - 3%的儿童患有一种叫做斜视,也就是俗称“弱视”或“交叉眼。”The majority of cases are thought to involve both genetic and environmental factors. Knowing the genetic causes of strabismus is very important, as it would help estimate risk of developing the condition and increase the chances of initiating early treatment to prevent impaired eye movement.
发现的主要障碍的遗传原因斜视的物理限制观察脑部和眼部肌肉之间的连接。这些是由长电缆称为“轴突”从脑细胞深处扩展头部处于早期发展阶段。因此很难观察到的好架构brain-eye肌肉连接在细胞水平和分析他们如何可能是基因突变的影响。
为了克服这个困难,国家遗传学研究所的研究员在日本选择了斑马鱼作为他们的实验模型。斑马鱼幼体正在开发时几乎是透明的,因此研究人员希望他们可以使用基因工程使brain-eye肌肉连接可见。雇佣自己的原创技术,团队成功创建了一个斑马鱼的特定群体大脑细胞向外发送信号的眼球运动,称为外展运动神经元,以及有针对性的眼部肌肉发出不同颜色的荧光通过发展中鱼的透明清晰可见。
这些特殊的斑马鱼证明有助于允许团队发现的遗传机制的进展斜视。团队证明了外展运动神经元异常发达时,基因称为protocadherin 17 (pcdh17)变异。这个基因编码的生产Pcdh17位于细胞表面的蛋白质外展运动神经元。当异常Pcdh17蛋白质产生的操纵Pcdh17基因和位于细胞表面,大脑中的神经元不正确位置和轴突延长未能达到目标眼部肌肉。在很多情况下,这些残疾的神经元簇在一起形成密集细胞聚集。这些结果表明,使用斥力作用的外展运动神经元在大脑中正确定位和扩展其轴突正确目标肌肉和这些部队Pcdh17介导的蛋白质分子表面相互作用与自身和/或其他神经元。这项研究发表在细胞的报道8月7日。
川博士领导了这项研究项目,说,“Pcdh17创建了一个温和的外展运动神经元之间的排斥力可能允许他们像流体形成一个流,流入肌肉。没有他们,神经元就变得冰冷像冰。自从Pcdh17蛋白也存在于人类,它可能扮演相同角色,我们的身体发展的正常的眼球运动。此外,考虑到许多类型的大脑神经元连接头肌肉覆盖着不同类型的蛋白质Pcdh17他们是相似的细胞表面这些基因,基因突变可能增加的风险开发其他先天性颅面运动的障碍。”
川继续说,“相比,之间的连接脊髓和骨骼肌产生我们的身体运动,大脑和眼睛的肌肉连接具有一些特殊的特征使其选择性耐药在致命的运动神经元变性疾病,如肌萎缩性脊髓侧索硬化症(肌萎缩性侧索硬化症)。我们预计,视觉和genetically-manipulatable brain-eye肌肉连接在鱼类也有很大潜力,揭示一种保护电动机神经元在ALS退化。”
