【摘要】：在脊椎動物中,視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)細胞位于視網(wǎng)膜神經(jīng)層和脈絡膜之間,呈不規(guī)則多邊形,單層緊密排列,其尖端微絨毛與感光細胞的光敏感外節(jié)廣泛連接,使信息在RPE細胞和感光細胞之間有效傳遞。RPE細胞能與感光細胞交換視色素,吞噬感光細胞的代謝產(chǎn)物,并且為感光細胞運輸營養(yǎng)物質(zhì)。因此,RPE細胞在視網(wǎng)膜功能中起到重要作用,其細胞結(jié)構(gòu)完整性的破壞是導致許多視網(wǎng)膜疾病的病理基礎(chǔ)。如我國常見的致盲性疾病視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa, RP)和老年性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)其發(fā)病的起始原因就是RPE細胞功能缺陷。還有其他一些疾病也認為與RPE變性有關(guān),如Stargardt病、視網(wǎng)膜營養(yǎng)性不良和色素性視網(wǎng)膜炎。這些疾病目前尚無有效的治療方法。以往對此類RPE變性類疾病動物模型特別是急性損傷模型的研究大都集中在視網(wǎng)膜色素上皮細胞和感光細胞,對內(nèi)層神經(jīng)元細胞的觀察卻鮮有報道。我們必須意識到視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的完整性對治療RPE變性類疾病的重要性,如視網(wǎng)膜移植和視網(wǎng)膜假體治療,只有足夠健康的內(nèi)層視網(wǎng)膜存在,視覺信號才能從修復的外核層傳入視網(wǎng)膜內(nèi),若內(nèi)層視網(wǎng)膜功能缺失,視功能是不能有效恢復的。因此,RPE變性類疾病中視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元的形態(tài)和功能究竟發(fā)生了什么改變,這些改變是由病變因素直接引起的還是繼發(fā)于RPE細胞和感光細胞變性的表現(xiàn),其分子機制是什么,都是需要闡明的問題。此外,M(?)ller細胞作為視網(wǎng)膜中主要的神經(jīng)膠質(zhì)細胞,具有重要的生理功能,如結(jié)構(gòu)支持、調(diào)節(jié)滲透壓平衡、參與神經(jīng)元細胞營養(yǎng)運輸和代謝,以及調(diào)節(jié)血--視網(wǎng)膜屏障等作用。近年來研究表明,M(?)ller細胞在形態(tài)和功能上都具有視網(wǎng)膜前體細胞特性,被認為是一種視網(wǎng)膜內(nèi)源性干細胞。在某些低等脊椎動物中,在特定條件刺激下M(?)ller細胞能逆分化為視網(wǎng)膜前體細胞和重新進入細胞周期,并轉(zhuǎn)分化為視網(wǎng)膜神經(jīng)元,使損傷的視網(wǎng)膜完全修復。但在哺乳動物中,要在視網(wǎng)膜損傷后激活M(?)ller細胞逆分化增殖異常困難,獲得逆分化M(?)ller細胞的數(shù)量也是很有限的,之后M(?)ller細胞很快在視網(wǎng)膜下腔形成膠質(zhì)瘢痕,加快了病變發(fā)展。那么在RPE變性類疾病中,M(?)ller細胞是否也具有視網(wǎng)膜前體細胞特性,其分子機制是什么,怎樣阻止M(?)ller細胞膠質(zhì)化,啟動M(?)ller細胞逆分化為視網(wǎng)膜前體細胞,并且轉(zhuǎn)分化為神經(jīng)元細胞以修復受損的視網(wǎng)膜,是我們想探索的問題�；谏鲜鲅芯楷F(xiàn)狀,本研究采用急性視網(wǎng)膜色素變性模型：碘酸鈉(NaIO3)誘導視網(wǎng)膜損傷模型,和慢性視網(wǎng)膜色素變性模型：皇家外科學院大鼠(Royal college of surgeonrat, RCS),探討大鼠急性視網(wǎng)膜色素變性過程中內(nèi)層神經(jīng)元的變化及其分子機制和慢性視網(wǎng)膜色素變性過程中M(?)ller細胞的變化及其逆分化分子機制。主要研究結(jié)果如下：一、大鼠急性視網(wǎng)膜色素變性對內(nèi)層神經(jīng)元細胞影響的研究。我們發(fā)現(xiàn)在模型建立早期階段視網(wǎng)膜內(nèi)層神經(jīng)元就可以被NaIO3損傷并且其形態(tài)也會發(fā)生明顯的改變,多巴能無長突細胞(dopaminergic amacrine cells, DA-ACs)、水平細胞、表達視黑素的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞(melanopsin-expressing retinal ganglion cells, mRGCs)的樹突野均減小。與此同時,NaIO3也對中腦多巴能神經(jīng)元最豐富的區(qū)域腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area, VTA)和黑質(zhì)致密部(Substantia Nigra Pars Compacta, SNpc)造成損害,間接說明視網(wǎng)膜中DA-ACs的損傷是也存在直接性機制。此外,我們發(fā)現(xiàn)注射NaIO3之后,被認為在中腦多巴能神經(jīng)元特異性表達的mir-133b在視網(wǎng)膜DA-ACs中表達明顯上調(diào)。過表達的mir-133b抑制了一個重要的轉(zhuǎn)錄因子pitx3的表達,并導致視網(wǎng)膜多巴能系統(tǒng)一系列的缺失,如下調(diào)酪氨酸羥化酶(Tyrosine hydroxylase, TH)、D2受體的表達和多巴胺(Dopamine, DA)的生產(chǎn),這可能是DA-ACs、水平細胞和mRGCs出現(xiàn)病理學表現(xiàn)的主要原因。當mir-133b受到mir-133b/RNAi的干擾后,上述這些缺失減少了,DA-ACs和1mRGCs樹突野也有所恢復,而且視網(wǎng)膜電圖(Electroretinogram, ERG)的b波平均幅值和OPs波總幅值也明顯提高,提示視功能得到一定改善。二、大鼠慢性視網(wǎng)膜色素變性對M(?)ller細胞的影響及其逆分化機制的研究。我們觀察到在RCS大鼠視網(wǎng)膜變性早期,M(?)ller細胞可短暫表達視網(wǎng)膜前體細胞標志蛋白,但很快獲得膠質(zhì)命運,加重了視網(wǎng)膜的病變發(fā)展。初步研究表明let-7家族分子let-7e和let-7i在病變視網(wǎng)膜中顯著高表達。let-7家族轉(zhuǎn)錄后調(diào)控是由RNA結(jié)合蛋白Lin28B調(diào)控,研究進一步證實了Lin28B而非Lin28A在這個過程中下調(diào),Lin28B下調(diào)是導致let-7e和let-7i高表達的重要因素。Lin28B在體內(nèi)或體外異位表達都會抑制let-7e和let-7i的高表達,從而動員M(?)ller細胞逆分化、增殖,促進逆分化M(?)ller細胞的神經(jīng)元命運,抑制膠質(zhì)命運。ERG檢測表明a波和b波都有所恢復。我們的數(shù)據(jù)第一次證明在RCS大鼠視網(wǎng)膜病變模型中下調(diào)Lin28B同時上調(diào)let-7e和let-7i可能是影響視網(wǎng)膜再生修復的重要原因。綜上所述,我們得出以下結(jié)論：一、NaIO3誘導大鼠急性視網(wǎng)膜色素變性過程中,視網(wǎng)膜內(nèi)層各種神經(jīng)元細胞受到不同程度損害,這種損害不僅源于感光細胞輸入信息的丟失,也受病變因素的直接影響。二、NaIO3誘導大鼠急性視網(wǎng)膜色素變性過程中,DA-ACs的形態(tài)和功能受到嚴重影響,進而導致mRGCs繼發(fā)性損害。三、NaIO3誘導大鼠急性視網(wǎng)膜色素變性過程中,miR-133b過表達并下調(diào)其下游轉(zhuǎn)錄因子pitx3的表達水平是造成DA-ACs和mRGCs損傷的重要原因。四、RCS大鼠視網(wǎng)膜中M(?)ller細胞在病變早期具有視網(wǎng)膜前體細胞特性,但隨著病情發(fā)展,很快形成膠質(zhì)瘢痕,加速視網(wǎng)膜病變進程。五、RCS大鼠視網(wǎng)膜中Lin28B表達下調(diào),同時let-7e和let-7i表達上調(diào)是影響M(?)ller細胞逆分化為視網(wǎng)膜前體細胞的重要機制。六、RCS大鼠視網(wǎng)膜中過表達Lin28b可以阻止逆分化M(?)ller細胞的膠質(zhì)化,并誘導其向感光細胞分化。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R774.1

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本文編號：2400719