Электрические реакции колбочек сетчатки при миопии
Миопия является наиболее распространенным нарушением зрения. Распространенность близорукости резко возросла за последние десятилетия. Общегеномные ассоциативные исследования выявили множество генетических локусов, но механизмы, с помощью которых генотипическая идентичность обуславливает предрасположенность к миопии, неизвестны.
Сигналы сетчатки управляют ростом глаз, а близорукость обычно возникает из-за чрезмерно длинного глаза. Распространенный вариант, наиболее сильно связанный с близорукостью, находится вблизи гена GJD2, кодирующего щелевые соединения сетчатки, в том числе, нейрональный белок коннексин-36. Вызванные светом ответы нейронов сетчатки могут быть записаны неинвазивно в виде электроретинограммы.
В ходе нового исследования, ученые проанализировали электрофизиологические ответы сетчатки от 186 взрослых добровольцев-близнецов, генотипированных в этом локусе. Участники прошли подробные записи ERG, включающие международные стандартные стимулы, а также экспериментальные протоколы, направленные на разделение адаптированных к темноте ответов на стержни и конусы. Смешанная линейная модель использовалась для изучения ассоциации между аллельной дозировкой в локусе и международными стандартными параметрами ERG после корректировки на возраст, пол и структуру семьи. Значительные ассоциации были обнаружены для параметров, адаптированных к свету, но не адаптированных к темноте ответов.
Дальнейшее исследование изолированных стержневых и конусных ERG подтвердило ассоциации с конусными, но не стержневыми амплитудами α-волны. Сравнение с ответами на аналогичные экспериментальные стимулы от пациента с предшествующей окклюзией центральной артерии сетчатки и от двух пациентов с селективной потерей сигналов на биполярных клетках согласуется с соответствующими параметрами, полученными из сигналов от конусных биполярных клеток. Анализ данных одноклеточного транскриптома, полученных при использовании амплификаторов и термоциклеров, показал, что экспрессия GJD2 в фоторецепторах конуса оказалась самой сильной в конусных биполярных клетках и самой слабой в стержневых биполярных клетках. Такие результаты подтверждают потенциальную роль измененной сигнализации в конусных путях в развитии миопии.
Таким образом, ученые обнаружили отчетливую связь между конусными, но не стержневыми сигналами электроретинограммы и аллельным генотипом. Изучение ответов на дальнейшие нестандартные протоколы тестирования вместе с записями пациентов с селективной потерей сигналов биполярных клеток указывает на влияние на «выключенные» сигналы, управляемые конусом. Паттерн экспрессии этого гена в сетчатке, по-видимому, согласуется с этими результатами, которые подтверждают потенциальную роль измененной конусной сигнализации в развитии миопии.
