視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞在小鼠視網(wǎng)膜色素變性模型中的作用的研究
發(fā)布時間：2020-12-09 12:07
研究背景小膠質(zhì)細(xì)胞（Microglial cells,MGCs）具有維持組織穩(wěn)定的功能;在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和視網(wǎng)膜退行性變（如青光眼、糖尿病眼病和老年黃斑變性）,最新的研究結(jié)果證明了活化的小膠質(zhì)細(xì)胞參與了疾病的進(jìn)展。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和視網(wǎng)膜的免疫細(xì)胞,視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞對視網(wǎng)膜色素變性（Retinitis pigmentosa,RP）的作用目前仍不清楚。在本次研究中,我們將探討視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜色素變性發(fā)生發(fā)展中的作用,為視網(wǎng)膜色素變性的預(yù)防和診治提供新的策略。研究目的1.探究視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞在由不同基因突變造成的視網(wǎng)膜色素變性模型中的密度、分布和激活狀態(tài)。2.在利用Cre-LoxP-STOP系統(tǒng)建立的新的視網(wǎng)膜色素變性小鼠模型種,探究視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞在病程進(jìn)展中的密度、分布和激活狀態(tài)隨時間變化的情況。3.使用Cre-LoxP-STOP系統(tǒng)在視網(wǎng)膜色素變性的早、中、晚期進(jìn)行基因治療,以探究基因治療對疾病病程的影響,以及對視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞的密度、分布和激活狀況的改變。研究方法和結(jié)果在第一部分實驗中,我們使用了Pde6αD670G/D670G和Pde6β...
【文章來源】：天津醫(yī)科大學(xué)天津市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：128 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
1.1Pde6αQ569K/Q569K患者的眼底紅外成像、自發(fā)熒光成像和視網(wǎng)膜斷層掃描成像
圖 1.2.1.2 Pde6βV778M/V778M患者的眼底紅外成像、自發(fā)熒光成像和視網(wǎng)膜斷層掃描成像。1.2.2 患者 PDE6 的 3D 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，顯示 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M患者的突變造成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化均出現(xiàn)在 PDE6 蛋白 α 和 β 亞基的催化基團(tuán)。PDE6α（藍(lán)色）和 PDE6β（綠色）亞基均由 N 端的 GAF1，GAF2 和催化區(qū)（CAT，catalytic domain）組成。N 端的 GAF1，GAF2 主要負(fù)責(zé)與環(huán)磷酸腺苷（cGMP）結(jié)合。而催化區(qū)主要負(fù)責(zé)將結(jié)合上的環(huán)磷酸腺苷水解，從而降低環(huán)磷酸腺苷的濃度，使環(huán)磷酸腺苷門控離子通道（CAG，cGMPgatedionchannel）關(guān)閉，引起細(xì)胞的超級化（hyperpolarization）。從 PDE6 的 3D 蛋白重建圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)，兩個視網(wǎng)膜色素變性患者 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M的基因突變造成的蛋白結(jié)構(gòu)的變化均位于 PDE6 的催化基團(tuán)。該突變造成了環(huán)磷酸腺苷的水解速率降低或失效，使細(xì)胞中堆積大量的 cGMP，導(dǎo)致 CNG 通道一直處于開啟狀態(tài)，造成了視桿細(xì)胞的死亡。
圖 1.2.2PDE63D 結(jié)構(gòu)重建，以及 Q569 和 V778 在 PDE6 的位置。（A）PDEα 亞基的結(jié)構(gòu)（藍(lán)色顯示），以及 Q569 在 PDE6α 的位置展示。（B）圖 A 的結(jié)的放大，顯示 Q569 的位置在催化區(qū)（CAT, catalytic domain）的 α 螺旋上。（PDE6 中 β 亞基的結(jié)構(gòu)（綠色顯示），以及 V778 在 PDE6β 的位置展示。（D）C 的結(jié)構(gòu)的放大，顯示 V778 的位置在催化區(qū)的 α 螺旋上。1.2.3 兩種小鼠模型與兩位患者的 PDE6 的蛋白質(zhì)的同源性和突變位點的比較為了可以更好的進(jìn)行下一步研究，我們選擇了兩種與 Pde6 相關(guān)的突變的鼠模型，分別為：Pde6αD670G/D670G和 Pde6βH620Q/H620Q。對 PDE6α 和 PDE6β 在和小鼠之間的同源性檢測（附錄 圖 S1.2.3.1 和圖 S1.2.3.2），我們發(fā)現(xiàn)其重合（Identities）分別為 95%、93%。而我們在進(jìn)行 3D 蛋白結(jié)構(gòu)重構(gòu)時，系統(tǒng)繪出PDE6α 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在鼠和人中是一致的。同樣的，PDE6β 在人和小鼠中的 3D構(gòu)預(yù)測也是一樣的。如圖 1.2.3.1 所示，在小鼠模型 Pde6αD670G/D670G中，其基突變位點位于 Pde6α 的 16 外顯子，造成了 PDE6α 中第 670 號的天冬氨酸（1.2.3.1B,紅色球狀氨基酸結(jié)構(gòu)）變?yōu)楦拾彼幔以摪被嵛挥?PDE6 的 α 亞基
本文編號：2906838
【文章來源】：天津醫(yī)科大學(xué)天津市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：128 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
1.1Pde6αQ569K/Q569K患者的眼底紅外成像、自發(fā)熒光成像和視網(wǎng)膜斷層掃描成像
圖 1.2.1.2 Pde6βV778M/V778M患者的眼底紅外成像、自發(fā)熒光成像和視網(wǎng)膜斷層掃描成像。1.2.2 患者 PDE6 的 3D 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，顯示 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M患者的突變造成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化均出現(xiàn)在 PDE6 蛋白 α 和 β 亞基的催化基團(tuán)。PDE6α（藍(lán)色）和 PDE6β（綠色）亞基均由 N 端的 GAF1，GAF2 和催化區(qū)（CAT，catalytic domain）組成。N 端的 GAF1，GAF2 主要負(fù)責(zé)與環(huán)磷酸腺苷（cGMP）結(jié)合。而催化區(qū)主要負(fù)責(zé)將結(jié)合上的環(huán)磷酸腺苷水解，從而降低環(huán)磷酸腺苷的濃度，使環(huán)磷酸腺苷門控離子通道（CAG，cGMPgatedionchannel）關(guān)閉，引起細(xì)胞的超級化（hyperpolarization）。從 PDE6 的 3D 蛋白重建圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)，兩個視網(wǎng)膜色素變性患者 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M的基因突變造成的蛋白結(jié)構(gòu)的變化均位于 PDE6 的催化基團(tuán)。該突變造成了環(huán)磷酸腺苷的水解速率降低或失效，使細(xì)胞中堆積大量的 cGMP，導(dǎo)致 CNG 通道一直處于開啟狀態(tài)，造成了視桿細(xì)胞的死亡。
圖 1.2.2PDE63D 結(jié)構(gòu)重建，以及 Q569 和 V778 在 PDE6 的位置。（A）PDEα 亞基的結(jié)構(gòu)（藍(lán)色顯示），以及 Q569 在 PDE6α 的位置展示。（B）圖 A 的結(jié)的放大，顯示 Q569 的位置在催化區(qū)（CAT, catalytic domain）的 α 螺旋上。（PDE6 中 β 亞基的結(jié)構(gòu)（綠色顯示），以及 V778 在 PDE6β 的位置展示。（D）C 的結(jié)構(gòu)的放大，顯示 V778 的位置在催化區(qū)的 α 螺旋上。1.2.3 兩種小鼠模型與兩位患者的 PDE6 的蛋白質(zhì)的同源性和突變位點的比較為了可以更好的進(jìn)行下一步研究，我們選擇了兩種與 Pde6 相關(guān)的突變的鼠模型，分別為：Pde6αD670G/D670G和 Pde6βH620Q/H620Q。對 PDE6α 和 PDE6β 在和小鼠之間的同源性檢測（附錄 圖 S1.2.3.1 和圖 S1.2.3.2），我們發(fā)現(xiàn)其重合（Identities）分別為 95%、93%。而我們在進(jìn)行 3D 蛋白結(jié)構(gòu)重構(gòu)時，系統(tǒng)繪出PDE6α 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在鼠和人中是一致的。同樣的，PDE6β 在人和小鼠中的 3D構(gòu)預(yù)測也是一樣的。如圖 1.2.3.1 所示，在小鼠模型 Pde6αD670G/D670G中，其基突變位點位于 Pde6α 的 16 外顯子，造成了 PDE6α 中第 670 號的天冬氨酸（1.2.3.1B,紅色球狀氨基酸結(jié)構(gòu)）變?yōu)楦拾彼幔以摪被嵛挥?PDE6 的 α 亞基
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