新闻Release

2020年4月21日，星期二

NEI3d之家人员将与年龄有关的DNA修饰与对眼病的敏感性联系起来

3d之家结果表明靶向表观基因组是一种潜在的治疗策略。

模拟显示了与年龄相关的黄斑变性患者的杂货店过道外观。 AMD公司损害了黄斑，黄斑是眼睛感光视网膜中央附近的一个小斑点。黄斑使我们能够看到笔直的物体-这是用于获得清晰中央视线的眼睛部分。 NEI

美国国立眼科3d之家所（NEI）的3d之家人员对光敏小鼠感光器的表观基因组变化进行了分析，从而更清晰地了解了与年龄相关的眼部疾病如何与基因表达调控中与年龄相关的变化联系在一起。这项发现于4月21日在线发表在《细胞报告》（Cell Reports）上，表明表观基因组可以作为一种治疗策略来预防视力丧失的主要原因，例如年龄相关性黄斑变性（AMD）。 NEI是国立卫生3d之家院的一部分。  

“我们的3d之家阐明了与杆状感光细胞，视网膜的光敏细胞衰老有关的分子变化和生物学途径。 NEI神经生物学高级3d之家员兼3d之家主管Anand Swaroop博士说：“现在，未来的3d之家可以继续3d之家如何预防或延缓衰老引起的视力丧失，并希望减少相关的神经变性的风险。”神经变性和修复实验室。

每个生物体都有一个基因组，一个控制人体所有细胞和组织功能的基因库。这些基因的表达-当存储在DNA中的信息转换成制造蛋白质或其他分子的指令时-由有机体的表观基因组进行调节和维持。表观基因组标记了DNA代码，以对生存有利和不利的方式修饰基因表达。 

事实证明，基因组与表观基因组之间的相互作用随着生物体的衰老而发展。因此，科学家3d之家了表观基因组DNA修饰，以寻找某些疾病随着年龄增长而发展的线索。

为了探索随着年龄的增长，这种DNA修饰如何影响视觉功能，Swaroop的3d之家小组在动物的整个生命周期的四个不同阶段对小鼠杆状光感受器中DNA甲基化变化的全基因组测序。 DNA甲基化是正常细胞发育和分化必不可少的表观遗传机制，并且还与衰老和癌症形成有关。当存在时，DNA甲基化通常会抑制基因表达。

测序在三个月（年轻），12个月（中年）以及18和24个月（大）的年龄进行。鼠标的平均寿命约为两年。

-DNA甲基化是正常细胞发育和分化必不可少的表观遗传机制，并且还与衰老和癌症形成有关。当存在时，DNA甲基化通常会抑制基因表达。 NIH共同基金

杆状光感受器是视网膜中主要的细胞类型，是眼后部的光敏组织。棒状感光体使昏暗的视觉成为可能，并且对于实现日光和彩色视觉的圆锥感光体的生存至关重要。杆功能障碍在老年人中很常见，并且可能是AMD和其他视网膜变性疾病的预警信号。

3d之家人员在四个小鼠年龄组中确定了2,054个差异甲基化区域，即DNA甲基化差异的基因组区域。

“我们知道DNA甲基化的变化与生物学年龄密切相关，但是在进行这项3d之家之前，我们对这些变化与细胞功能之间的关系了解甚少，” Swaroop说。这是第一个3d之家DNA甲基化随动物年龄增长而变化的3d之家。很少有3d之家关注AMD患者的DNA甲基化变化，这是50岁及50岁以上人群视力丧失的主要原因，即使无法检测到视力丧失，这种情况也会继续发展。

然后，3d之家人员利用RNA测序数据分析了差异甲基化区域，以更仔细地观察小鼠基因随着动物的衰老如何在视网膜中转录不同的蛋白质。

这些分析揭示了基因如何产生与能量代谢，线粒体功能和杆状光感受器寿命有关的蛋白质的明显变化，表明它们对与年龄相关的疾病易感性的贡献。

杆状感光体需要大量能量来维持视力，因此容易受到衰老带来的新陈代谢压力的影响。人们认为光感受器的能量缺乏是视网膜神经变性的关键驱动力。

“神经元，特别是感光细胞，更喜欢葡萄糖作为能源，但是在衰老过程中，我们也惊讶地观察到了脂肪酸的利用。这些3d之家表明，老化杆功能的变化如何使其容易受到遗传敏感性变化和环境因素的影响，而遗传变异和环境因素共同导致常见的致盲性衰老相关疾病，” Swaroop说。

“我们的工作为衰老，表观基因组，细胞线粒体功能障碍和AMD等疾病之间提供了关键的联系。这些发现对我们如何理解与年龄相关的神经退行性疾病具有广泛的意义，不仅在眼中，而且在身体其他地方。”

“未来的3d之家将评估DNA甲基化是否有助于代谢基因表达的改变，从而引入表观基因组编辑作为年龄相关性视网膜疾病的治疗可能性，”该3d之家的第一作者，XimenaCorso-Díaz博士说，神经生物学，神经变性和修复实验室的博士后3d之家员。

该3d之家得到NEI内部3d之家计划资助ZIAEY000450和ZIAEY000456的支持。

本新闻稿描述了一项基础3d之家发现。基础3d之家增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是推进预防，诊断和治疗疾病的新方法的基础。科学是一个不可预测的增量过程，每项3d之家进展通常都以出乎意料的方式建立在过去的发现之上。没有基本的基础3d之家知识，大多数临床进展是不可能的。

NEI领导联邦政府对视觉系统和眼部疾病的3d之家。 NEI支持基础和临床科学计划，以开发能节省视力的治疗方法，并满足视力丧失者的特殊需求。有关更多信息，请访问 //www.nei.nih.gov.

关于国立卫生3d之家院（NIH）： 美国国立医学3d之家院（NIH）是美国的医学3d之家机构，包括27个3d之家所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的一部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学3d之家的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问 www.nih.gov.

NIH…将发现转化为健康^®

###