Hyppää pääsisältöön

Tutkijat selvittivät silmänpohjan solujen viestintää uudella tarkkuudella

Julkaistu 15.3.2022
Tampereen yliopisto
tutkimukseen liittyvä kuvaTutkimus keskittyi silmänpohjan solujen väliseen viestintään. (A) Hiiren verkkokalvon pigmenttiepiteelin vasta-ainevärjäys solujen välisistä aukkoliitoksista (keltaisella) ja tiiviistä liitoksista (violetti). Kuvan koko 135x135 µm. (B) Aukkoliitosten välistä viestintää tutkittiin mittaamalla vasteita kahdesta vierekkäisestä solusta samanaikaisesti pienillä mikroelektrodeilla. Kuvan koko 33x65µm. Kuva: Julia Fadjukov
Näkökykymme perustuu silmänpohjan ja sen kymmenien solutyyppien jatkuvaan ja tarkasti säädeltyyn vuorovaikutukseen. Tuoreessa tutkimuksessa selvitettiin verkkokalvon hyvinvoinnista huolehtivan epiteelikudoksen toimintaa ja sen solujen välistä viestintää. Tutkimuksessa havaittiin, että epiteelikudoksen soluissa sähköisiä ominaisuuksia voidaan säädellä huomattavan nopeasti aukkoliitosten avulla. Lisäksi solujen pinnalta löydettiin puolikkaita aukkoliitoksia eli hemikanavia, joiden toimintaa ei vielä täysin ymmärretä.

Tutkimuksessa Tampereen yliopiston väitöskirjatutkija Julia Fadjukov sovelsi huipputarkkaa solutason mittausmenetelmää, joka avasi uuden mahdollisuuden tutkia epiteelikudoksen viestintää.

Epiteelikudoksen (retinal pigment epithelium, RPE) solut ovat liittyneet tiukasti toisiinsa, ja niiden välillä on tiheä verkosto solujen välisiä kanavia eli aukkoliitoksia. Näiden aukkoliitosten kautta voidaan välittää viestejä solusta soluun, mutta aiemmin kukaan ei ollut selvittänyt tämän viestinnän tehokkuutta epiteelikudoksessa.

Tutkimus antoi lisäksi viitteitä siitä, että epiteelisolut voivat viestiä pinnan hemikanavien kautta myös verkkokalvon näköaistinsoluille.

— Tämä on tutkijoille hyvin innostava uutinen, sillä useat epiteelikudoksen tärkeät toiminnat, kuten verkkokalvon uusiutuminen, vaativat vuorokausirytmin mukaista tarkkaa säätelyä, kertoo Fadjukov, joka on tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

Seuraavaksi tutkimusryhmä haluaa selvittää, säädelläänkö solujen välisten aukkoliitosten viestintää myös näiden näköaistimme terveyttä edistävien toimintojen aikana. Esimerkiksi verkkokalvon uusiutumisen on havaittu häiriintyvän useissa silmäsairauksissa, joihin nykyiset hoitomuodot ovat hyvin rajalliset.

Tampereen yliopiston dosentti Soile Nymarkin johtama tutkimus tehtiin yhteistyössä Tampereen yliopiston, Jyväskylän yliopiston sekä Northwestern Universityn (Chicago, USA) tutkijoiden kanssa.

Yhteistyö amerikkalaisen professori Gregory Schwartzin tutkimusryhmän kanssa sai alkunsa Tampereen yliopiston tohtorikoulun liikkuvuusrahalla mahdollistetusta tutkijavaihdosta. Vierailun aikana Fadjukov käytti sähköfysiologisia mittausmenetelmiä kantasoluista erilaistettujen epiteelisolujen sekä hiiren silmästä eristettyjen epiteelisolujen aukkoliitosten toiminnan määritykseen.

Mittaukset hiiren soluista luovat erityisen haasteen tutkijalle, sillä tummat solut näkyvät heikosti mikroskoopilla ja niiden pinta on täynnä kalvorakenteiden pullistumia eli niin sanottuja mikrovilluksia. Nämä hankaloittavat merkittävästi pienillä mikroelektrodeilla tehtäviä mittauksia, jotka tässä työssä oli tehtävä kahdesta vierekkäisestä solusta samanaikaisesti. Tämänkaltaisia aukkoliitoksen viestinnän mittauksia ei ole aikaisemmin julkaistu epiteelikudoksesta.

Tutkimus on julkaistu arvostetussa Journal of General Physiology -tiedelehdessä.

Julia Fadjukov; Sophia Wienbar; Satu Hakanen; Vesa Aho; Maija Vihinen-Ranta; Teemu O. Ihalainen; Gregory W. Schwartz and Soile Nymark. Gap junctions and connexin hemichannels both contribute to the electrical properties of retinal pigment epithelium. Journal of General Physiology 4 April 2022; 154 (4): e202112916.
doi: https://doi.org/10.1085/jgp.202112916

Lisätietoja:
Yliopistotutkija, dosentti Soile Nymark, soile.nymark [at] tuni.fi
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta