Vps35在视网膜神经节细胞变性中的作用研究

【摘要】研究背景视网膜神经节细胞(RetinalGanglionCells,RGCs)是视网膜神经细胞中唯一的输出神经元，其轴突汇集成神经纤维组成视神经，负责将视觉信息从眼内传递至大脑视觉中枢。视网膜神经节细胞变性(RetinalGanglionCellDegeneration)是包括青光眼(Glaucoma)、糖尿病视网膜病变(DiabeticRetinopathy,DR)在内的很多致盲眼病的重要病理改变。造成RGCs变性的原因极其复杂，目前研究认为高眼压等机械性因素使RGCs轴突受到压迫，或者由于各种原因引起的缺血、缺氧使RGCs轴突运输所需能量供应缺乏，导致RGCs轴突运输受阻，造成了RGCs轴突损伤变性；另外由于轴突转运功能被破坏，导致沿RGCs轴突由大脑逆向转运至其胞体的神经营养因子供给缺乏，继而使RGCs胞体发生变性；与此同时受损的RGCs会产生神经毒性物质，释放入细胞周围环境中，导致相邻的RGCs继发性损伤变性，如此恶性循环最终造成RGCs凋亡。RGCs作为中枢神经细胞的一部分，一旦发生变性，常常难以逆转，最终造成细胞死亡。因此，如何预防RGCs变性或者对已发生变性尚未死亡的RGCs进行有效的逆转治疗，阻止其死亡，从根本上达到保护视功能的目的一直是眼科界面临的难题之一。空泡分选蛋白35(vacuolarproteinsorting35，Vps35)是膜转运复合体Retromer的核心成分，负责分选识别需要转运的膜蛋白受体，将其从内体向反面高尔基体管网状结构(Trans-GolgiNetwork,TGN)逆向转运，这种逆向运输作用使这些蛋白受体在细胞中可以重复再利用，防止其被运送到溶酶体降解，保证了细胞内的代谢平衡。Vps35从简单的单细胞真核生物到人类均具有高度保守性，其功能对于基本的细胞生理活动不可或缺。近年研究表明Vps35缺陷与中枢神经变性疾病如阿尔茨海默症(Alzheimer’sDisease,AD)和帕金森症(Parkinson’sDisease,PD)密切相关。以RGCs变性为特征的青光眼等眼部疾病与AD等同属于中枢神经变性疾病，而且其发病都与年龄增长有关。那么Vps35是否在视网膜中表达，其缺陷是否与青光眼等视网膜变性疾病的发病有关呢？研究目标明确Vps35在视网膜中的表达，阐明Vps35在视网膜神经节细胞变性中的作用，并探索其分子机制。研究方法利用Vps35基因敲除杂合子小鼠(Vps35+/m)及同窝野生型小鼠(Vps35+/+)，在胚胎至成年不同时间点取视网膜组织制作标本切片或者取新鲜组织标本，采用X-gal染色、免疫荧光染色、蛋白质印迹及RT-PCR等方法对小鼠成长过程中Vps35在视网膜的表达情况进行研究。利用Vps35基因敲除杂合子小鼠(Vps35+/m)及同窝野生型小鼠(Vps35+/+)，在出生后不同时间点取视网膜组织制作标本切片或者铺片，或者取新鲜组织标本，采用HE染色、免疫荧光染色、蛋白质印迹及TUNEL凋亡检测等方法对Vps35缺陷造成视网膜神经节细胞变性的表型及其机制进行研究。研究结果Vps35主要在包括视网膜特化感光神经节细胞(ipRGCs)在内的的视网膜神经节细胞(RGCs)中表达，且在视网膜发育以及整个生命周期中其表达稳定。Vps35的缺陷造成了RGCs轴突及树突突起减少，视网膜神经纤维层变薄，RGCs凋亡增加，视网膜胶质细胞突起减少以及视网膜出现Tau蛋白过度磷酸化。研究结论本研究首次报道了Vps35在视网膜神经节细胞中表达，证实了Vps35缺陷可以造成视网膜神经节细胞变性，并且初步探讨了Vps35缺陷造成视网膜神经节细胞变性的分子机制与Tau蛋白过度磷酸化相关。本研究可加深对视网膜神经节细胞变性发病机制的认识，有望从调控Vps35的角度为具有视网膜神经节细胞变性特征的眼部疾病如青光眼、糖尿病视网膜病变的基础研究和临床治疗提供新的方向。
【作者】刘玮；
【导师】叶剑；
【作者基本信息】第三军医大学，眼科学，2014，博士
【关键词】空泡分选蛋白35；视网膜神经节细胞；变性；Tau蛋白；过度磷酸化；

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