青光眼和黄斑变性每年导致数百万人失明。数百个基因与增加疾病易感性有关，这些基因通常是预防或逆转失明疗法的起点。但人们并不总是清楚这些基因在视觉系统中的表达地点、时间和原因。

经过十多年的研究，哈佛大学的科学家完成了一项详细的分析，不仅可以为更好、更有针对性的失明基因疗法指明道路，还可以激发人们对人类视觉的巨大复杂性的新认识。

该团队由神经生物学家 Joshua Sanes 领导，编写了人眼所有结构中发现的近 160 种细胞类型的完整目录，以及每种细胞类型表达的基因清单。他们在《美国国家科学院院刊》杂志上详细介绍了他们的发现，并将其称为人眼细胞图谱。

Sanes 说：“我们的图谱可用于评估哪些细胞类型表达任何疾病相关基因，从而提出设计有效治疗策略的方法。”

萨内斯是哈佛大学分子和细胞生物学教授、哈佛大学脑科学中心创始主任，长期以来一直对哺乳动物大脑中复杂的神经回路如何形成很感兴趣，特别是在眼睛后部的神经视网膜中。并充当部分相机、部分图形处理器。大多数不可逆失明是由视网膜疾病引起的。视网膜也是大脑中相对容易研究的部分，因为它位于头骨之外，“这意味着你可以在不钻任何孔的情况下研究它，”他说。

十多年前，Sanes 和同事开始使用单细胞 RNA 测序来同时识别在数千个视网膜细胞中表达的基因。当时的新技术加上日益强大的生物信息学，使他们能够通过 RNA 转录本对神经视网膜细胞进行分类，这些转录本是一些独特的信息，当 DNA 在每个细胞中被复制到 RNA 时，这些信息就变得可读。

出于对失明发病机制的兴趣，萨内斯开始使用 RNA 测序来分析视网膜细胞，还分析整个人眼，包括角膜、虹膜和视神经等周围结构。许多这些结构都与视力丧失有关。

在这项新研究中，研究小组分析了 151,000 个单细胞，包括视神经、视神经乳头、巩膜和视网膜色素上皮。

他们总共鉴定出了近 160 种细胞类型。有些是晶状体或视网膜等结构特有的，而另一些则由多个结构共享。他们的分析形成了一个蓝图，可以了解哪些细胞类型表达哪些基因，最重要的是，了解基因在哪里表达。

作为证据，他们使用图谱绘制了 180 多个与青光眼相关的基因的表达图谱，青光眼是全世界失明的主要原因。青光眼不仅累及视网膜，还累及眼睛前部和后部的眼组织。研究人员发现，青光眼相关基因在多种细胞类型中表达，包括视网膜、小梁网和视神经乳头，以及一些他们没有预料到的地方，如视网膜色素上皮。

绘制人眼的基因表达图谱可以为失明治疗提供信息，同时也为人类视觉的进化提供线索。为此，Sanes 的实验室还使用单 RNA 测序来创建灵长类动物、啮齿类动物、鱼类、鸟类和其他动物物种的神经细胞图谱。通过比较物种间共有的细胞类型，研究人员可以推断进化如何优先塑造不同的视网膜设计。