Композиция эмбрионального глазного яблока мыши (E14.5), меченного антителами против факторов транскрипции развития Lhx2 (красный) и Otx2 (зеленый), и культивированного пигментного эпителия сетчатки человека (RPE), меченного антителами против MITF (красный) и ZO- 1 (зеленый). (Изображения Мазала Коэн-Гулкара, композиция Рут Эшери-Падан, доктора философии)
Согласно новому исследованию, объединение карты участков регуляции генов с локусами, ассоциированными с заболеванием, выявило новый генетический фактор риска дегенерации желтого пятна у взрослых (AMD).1
Исследование, которое было опубликовано на этой неделе в ПЛОС Биология ведущих авторов Рана Элкона, доктора философии, и Рут Эшери-Падан, доктора философии, из Тель-Авивского университета, Израиль, и их коллег, способствует пониманию основной причины нарушения зрения у взрослых.
ВМД вызывается дисфункцией пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), слоя ткани, расположенного между фоторецепторами, принимающими свет, и хориокапилляром, питающим сетчатку. Из-за центральной важности RPE при AMD авторы начали с изучения фактора транскрипции (белка, который регулирует определенные гены), называемого LHX2, который, основываясь на анализе мутантов мыши, играет центральную роль в развитии RPE. Сбив активность LHX2 в RPE, полученном из стволовых клеток человека, они обнаружили, что большинство затронутых генов были подавлены, что указывает на то, что роль LHX2, вероятно, заключалась в роли активатора транскрипции, связывающегося с регуляторными участками генома для повышения активности других генов.
Авторы обнаружили, что один затронутый ген, названный OTX2, сотрудничает с LHX2, чтобы регулировать многие гены в RPE. Путем картирования геномных сайтов, с которыми могли связываться OTX2 и LHX2, они показали, что 68% тех, которые связывали LHX2, также были связаны с OTX2 (всего 864 сайта), предполагая, что они, вероятно, работают вместе, чтобы стимулировать активность большого набора генов. участвует в развитии и функционировании RPE.
Распространенным методом поиска генов, которые могут способствовать заболеванию, является проведение полногеномного ассоциативного исследования (GWAS), которое выявляет различия в последовательностях генома между людьми (называемые однонуклеотидными полиморфизмами или SNP), которые возникают одновременно с заболеванием. Многочисленные такие исследования ранее были проведены в AMD. Однако GWAS сам по себе не может раскрыть причинный механизм. Здесь авторы сравнили свои данные о связывании LHX2/OTX2 с данными GWAS, чтобы выявить вариации, влияющие на связывание факторов транскрипции и, таким образом, способные способствовать заболеванию.
Один такой сайт связывания был расположен в промоторной области гена TRPM1, который ранее был связан с AMD, и было обнаружено, что вариант последовательности в этом сайте изменяет силу связывания LHX2; так называемая версия С связывала его сильнее, чем версия Т, и активность гена TRPM1 была выше, когда вместо аллеля Т присутствовал аллель С.
Результаты исследования показывают, что ранее известный повышенный риск AMD от варианта, идентифицированного в GWAS, был обусловлен снижением связывания фактора транскрипции LHX2 с промотором гена TRPM1 с последующим снижением активности этого гена. Ген кодирует мембранный ионный канал, и предыдущие исследования показали, что мутации в гене также вызывают нарушение зрения.
«Наше исследование иллюстрирует, как разграничение тканеспецифических регуляторов транскрипции, их участков связывания в геноме и их нижестоящих генно-регуляторных сетей может дать представление о сложной патологии заболевания», — заявили авторы в пресс-релизе.
Более того, Эшери-Падан указал в пресс-релизе, что результаты показывают регуляторный модуль, состоящий из LHX2 и OTX2, который контролирует развитие и поддержание пигментного эпителия сетчатки, важной ткани зрительной функции.
«Геномный анализ дополнительно связывает геномные области, связанные с двумя факторами развития, с генетикой распространенного многофакторного слепого заболевания, связанного с возрастной дегенерацией желтого пятна», — заключила она.
Ссылка
1. Коэн-Гулкар М., Дэвид А., Мессика-Голд Н., Эшель М., Овадия С., Зук-Бар Н. и др. (2023) Модуль регуляции транскрипции LHX2-OTX2 контролирует дифференцировку пигментированного эпителия сетчатки и лежит в основе генетического риска возрастной дегенерации желтого пятна. PLoS Biol 21(1): e3001924. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001924
