研究人员研究了合成的类视黄醇药物是否可以改善患有遗传性失明的成年小鼠的视力。
他们发现这种治疗增加了大脑和视网膜中与视觉相关的神经元的激活。
需要进一步的研究来了解这些结果是否以及如何转化为人类。
莱伯先天性黑蒙 (LCA) 是一种罕见的遗传性眼病,从出生或婴儿早期开始。症状包括明显的视力障碍、不自主的眼球运动和强光下的不适。
LCA 主要影响视网膜的光感受器——将光转换为电信号以便在大脑中进行解释的神经元。至少有 27 种基因变异会导致这种情况。
近年来,已经研究了许多治疗儿童失明的策略,包括基因编辑方法、基因替代疗法和药物。
研究表明,合成类视黄醇治疗具有良好的耐受性,并能迅速改善一些 LCA 儿童的视觉功能。然而,这种药物方法能在多大程度上改善成人的视觉回路仍不清楚。
最近,研究人员在 LCA 成年小鼠模型中测试了合成类维生素 A 的作用。
他们发现,给予类视黄醇化合物会导致成年小鼠大脑中与视觉相关的神经元的激活程度更高。
该研究发表在《当代生物学》上。未参与该研究的哥伦比亚大学病理学和细胞生物学系眼科学教授 Rando
Allikmets
博士在评论这些发现时告诉《今日医学新闻》:
天生失明,这有助于恢复视力,即天生失明的人的大脑仍然可以接收和处理视觉信号。”
“这违背了普遍的看法,即如果大脑在从未有过任何可接受的视力的人身上‘没有得到训练’,就没有希望。这项研究表明,[确实有一些希望,这就是研究结论中新颖而令人兴奋的部分。”— Rando Allikmets 博士
合成类维生素 A 注射剂
在这项研究中,研究人员使用了一种称为 9-cis 的合成类维生素 A - 醋酸视黄酯(先前已证明可改善儿童的视力)用于 LCA 成年小鼠模型。
小鼠连续7天接受注射,此后进行监测。
研究人员指出,与对照组相比,接受该药物治疗的小鼠在暴露于光线和优越的视运动反射 (OMR)(与视觉运动相关的定向行为)时,其视网膜会经历更多的电活动。
先前的研究发现,到出生后第 42 天,LCA 小鼠模型中的视锥细胞完全退化。
根据免疫染色测试,研究人员指出,接受类视黄醇治疗的小鼠可能会因恢复光感受器功能而经历增加的视网膜电活动和 OMR。
他们进一步指出,这种治疗导致更多的初级视觉皮层活动,并且这种活动在治疗后至少持续 9 天,治疗效果持续 27 天。 OMR 改善也在治疗后至少持续 19-20 天。
尽管对来自对侧眼睛的光刺激作出反应的初级视觉皮层神经元在治疗后增加了一倍,但随着时间的推移,它们的反应性降低。
同时,来自同侧眼通路的信号在治疗后立即和治疗后期间激活的神经元数量增加了 5 倍。
类视黄醇如何改善视网膜功能
“传统上认为,如果大脑在早期发育过程中没有从眼睛接收到电信号,它就永远不会‘学习’处理视觉刺激的能力——一种‘使用它或失去它’没有参与这项研究的印第安纳大学医学院眼科 Merrill Grayson 高级教授 Tim Corson 博士告诉 MNT。
“患有 LCA 14 型的患者(或小鼠)不能产生视网膜感光细胞将光能转换为电信号所需的‘类视黄醇’化学物质。众所周知,用这种类视黄醇治疗动物或人类可以绕过这个问题,让视网膜部分发挥作用,”他补充道。
“这项新研究令人惊讶的是,类视黄醇治疗不仅挽救了 LCA 14 型小鼠的视网膜功能,而且还刺激了处理视觉信号的大脑部分的活动。这表明患有 LCA 的成年小鼠眼睛中的神经元通路仍然可以‘学习’处理来自视网膜的信息,从而在治疗后获得相当好的视力。” — Tim Corson 博士
研究人员得出的结论是,他们的发现证明了成年人中央视觉系统的可塑性以及类视黄醇治疗患有视网膜疾病的成年人的潜力。
局限性
当被问及该研究的局限性时,Corson 博士指出,由于视力的改善仅在几周内就很明显,因此长期治疗需要重复给药类维生素 A。
“未来需要更多的行为分析来确定这在功能上意味着什么,而这些视力改善对人类 LCA 患者的影响还有待观察,”他说。
“最后,只研究了一种 LCA 疾病模型——14 型。这些发现可能会转化为其他形式的 LCA 和视网膜失明,但这需要进行探索,”他补充说。
迈阿密大学米勒医学院眼科教授阿比盖尔哈卡姆博士也没有参与这项研究,他指出这项研究仅在动物身上进行。
“当然,一个限制是这项研究是在老鼠身上进行的。在啮齿动物中进行的实验研究的许多结果可以外推到人类身上,但绝对不是全部。使用小鼠可以识别导致视觉功能拯救的潜在机制,这也可能导致开发新的有效治疗方法,最终将使用精心设计的临床试验在患者身上进行测试。”未参与这项研究的
罗切斯特
大学医学中心眼科教授威廉·梅里根博士说:
有兴趣看看对成年人进行这种治疗是否也有效,或者恢复是否会被剥夺的大脑阻止。这仍然很复杂,因为这里涉及的光感受器在本手稿中研究的小鼠疾病中退化了。”
Merigan 博士承认,这项关于视力恢复的研究的数据是经过仔细收集的,但它并没有给出“未来工作无法改变的强烈的带回家的信息”。