实验研究
rd12小鼠短波长敏感的视锥细胞变性过程研究
中华实验眼科杂志, 2017,35(11) : 970-975. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.11.003
摘要
背景

视网膜色素变性是先天性盲的重要原因之一,由于视网膜色素变性患者视杆细胞为原发性变性,因此无法了解视细胞变性的机制和过程。研究发现Leber先天性黑矇(LCA)自发突变小鼠具有与视网膜色素变性类似的自然过程,有助于深入探讨视网膜色素变性的发病机制及确定疾病基因治疗靶点。

目的

研究视网膜色素变性模型LCA自发突变小鼠视网膜短波长敏感的视锥细胞自然变性过程。

方法

按出生后天数(P)取P14、P21、P35、P90的遗传性视网膜疾病LCA的自发突变动物模型Rpe65rd12(B6[A]-Rpe65rd12/J,rd12)小鼠各5只,同时选择鼠龄匹配的野生型C57BL/6J(B6)小鼠作为对照。采用Roland Q450SC UV视觉电生理检测仪行小鼠视网膜电图(ERG)检查,采用单次白色发光二极管(LED)闪光刺激记录总视锥细胞反应,刺激强度分别为1.00 cds/m2和1.96 cds/m2;采用紫外光闪光刺激记录短波长紫外光(UV)敏感的视锥细胞反应,刺激波长为(363±6)nm,刺激强度分别为2.0 mWs/m2和3.0 mWs/m2。ERG记录后次日处死小鼠并制备视网膜铺片,分别采用FITC荧光标记的花生凝集素(FITC-PNA)和Cy3荧光染色法检测2个组不同鼠龄小鼠视网膜中总视锥细胞和UV敏感的视锥细胞的分布和数量变化。

结果

P14 rd12小鼠明适应ERG反应为负波型,各波潜伏期延长,UV敏感的视锥细胞ERG各波记录不到。P21 rd12小鼠视锥细胞ERG b波振幅较野生型B6小鼠下降了约75%,b波潜伏期为(102.80±11.39)ms,较B6小鼠的(43.40±5.60)ms明显延长,差异有统计学意义(t=-8.106,P=0.001);P21、P35和P90野生型B6小鼠UV敏感的视锥细胞ERG b波振幅分别为(59.60±36.00)、(82.40±12.22)和(68.43±17.63)μV,P21、P35和P90 rd12小鼠UV敏感的视锥细胞反应均记录不到。免疫荧光检测显示,P14野生型B6小鼠视网膜视锥细胞较多,呈绿色荧光,大量的视蛋白主要分布在视网膜腹部鼻侧象限UV敏感的视锥细胞中,呈红色荧光,P14、P21、P35 rd12小鼠视网膜中视锥细胞逐渐减少,绿色荧光逐渐减弱,UV敏感的视锥细胞呈散在表达。

结论

rd12小鼠出生后早期即出现视锥细胞的数量减少和功能异常,短波长敏感的视锥细胞的丢失和功能异常更早于中长波长的视锥细胞。

引用本文: 黎霞, 张华, 戴旭锋, 等.  rd12小鼠短波长敏感的视锥细胞变性过程研究 [J] . 中华实验眼科杂志, 2017, 35(11) : 970-975. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.11.003.
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Leber先天性黑矇(Leber congenital amaurosis,LCA)属于非典型性视网膜色素变性疾病[1],可导致患者1岁前严重视力损伤,甚至致盲[1,2]。rd12小鼠是自发突变动物模型,由RPE65基因突变引起,接近人类LCA的临床特征[3]。研究发现,RPE65基因缺失的动物早期视网膜锥体细胞的变性早于视网膜杆体细胞。Rpe65-/-小鼠约在出生后14 d(postnatal day 14,P14)~P21视网膜锥体细胞就逐渐发生退行性改变,视锥细胞中视蛋白的表达量下降,P25或P28的小鼠眼球切片上紫外线(ultraviolet,UV)敏感的视锥细胞中未发现视蛋白的表达[4,5],而局部代谢产物积聚及视蛋白异位表达的毒性作用可能是导致视网膜变性的主要原因[3]。目前的研究发现,RPE65缺失小鼠P5或P14进行基因治疗可以延缓视锥细胞的丢失[5,6,7],而1月龄RPE65缺失小鼠进行基因治疗时则不能防止视锥细胞的变性过程[5],但在这些文献中并没有描述视网膜中对不同波长敏感的锥体细胞的疗效。我们先前的研究发现,P14的rd12小鼠视网膜下腔注射携带RPE65基因的载体可以挽救UV敏感的视锥细胞的功能,但不能挽救P90 rd12小鼠UV敏感的视锥细胞的功能[8]。临床试验已经证实,rAAV2/2载体治疗RPE65基因突变引起的LCA2是安全有效的,但只能挽救尚未变性的细胞,其对短波长敏感的视锥细胞的疗效仍不清楚[9,10,11,12]。由于动物实验研究表明RPE65基因突变小鼠与视锥细胞中视蛋白表达缺失有关,本研究拟观察rd12小鼠出生后视锥细胞,特别是短波长敏感视锥细胞早期的自然变性过程,以了解其病变特点,为视网膜色素变性疾病的基因治疗提供实验依据。

 
 
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