视网膜病变

201709CRX相关视网膜疾病研究的


题:TVRM65小鼠中Crx-LX突变可致显性感光细胞缺陷(英文题:Crx-LXMutationProducesDominantPhotoreceptorDefectsinTVRM65Mice;作者:ShimingChen等;作者单位:美国华盛顿大学发育生物学系)

锥杆同源框蛋白(Cone-rodhomeoboxprotein,CRX)是视锥及视杆光感受器发育和维持所必须的转录因子,调控许多光感受器相关基因。人CRX突变与视网膜色素变性(Retinitispigmentosa,RP)、视锥/视杆细胞营养不良(Cone-roddystrophy,CoRD)和Leber先天性黑朦(Lebercongenitalamaurosis,LCA)等诸多眼科疾病相关。大多数CRX相关疾病是常染色体显性遗传或者原发病变,且其严重程度和发病年龄有很大差异。因CRX突变可在早期进行基因诊断检测,因而有必要确定其影响并制定有效的治疗方案。既往研究将CRX突变引起的疾病分为四类,其中I类和II类疾病为靠近或在DNA结合同源域内发生无义突变;III类和IV类疾病为CRX编码区转录激活域插入或者缺失引起移码突变。RIP小鼠能很好模拟IV类疾病,其CRX出现移码突变,开放阅读框(Openreadingframe,ORF)延伸至3’UTR区域,增加CRX蛋白质序列。而Ed2小鼠和Rdy猫能模拟III类疾病,CRX的开放阅读框含有提前终止密码子(Prematureterminationcodon,PTC),减少CRX蛋白质序列。在体外DNA结合和转录结合实验中,Ed2蛋白具有CRX蛋白正常的DNA亲和特性,但是不能单独或与其他视网膜转录因子协同激活靶基因转录。当Ed2蛋白和CRX蛋白混合测试时,Ed2蛋白可干扰CRX蛋白转录激活能力。此外,另一种PTC突变小鼠TVRM65(Crx-LX)能很好模拟CoRD,其LX中的PTC与CoRD中常见的LI和QX很相似,与CRX正常的终止密码子很接近。

最初的组织学研究认为LX小鼠能很好模拟CRX全敲除鼠Crx-/-的表型,但缺少对LX小鼠进一步的表型分析,研究小组以纯合子(LX/X)、杂合子(LX/+)和Crx-/-小鼠与野生型小鼠C57BL/6J为研究对象,比较分析不同年龄时期小鼠视功能(ERG)、形态学(免疫组化)和光感受器基因表达情况(RT-qPCR)。

结果显示:同一月龄Crx-/-小鼠相比,同龄LX/X小鼠视功能严重受损,视网膜变薄,且有不同的基因表达改变,这提示LX/X表型比Crx-/-更加严重;LX/+小鼠视锥/视杆功能降低,但视网膜形态在所有测试年龄内都正常(图1);RT-qPCR分析显示,在发育和成熟小鼠中存在复杂表型,不能维持适当基因表达;与正常CRX相比,LXmRNA/蛋白水平是高表达的,这与早期PTC突变表型相似。

综上所述,LX小鼠为研究CRX相关视网膜疾病提供了一个很有价值的模型,也为深入研究该类疾病奠定了基础,同时提供了新的治疗策略。

(杨帅报道)

图1.LX/X缺少视杆和视锥细胞反应,较Crx-/-退化更早。其中,A和B为1月龄LX/X和野生型(WT)小鼠ERG检测的视杆(暗适应)和视锥(明适应)对不同光线刺激的反应;C为ERG反应幅度比较。D-F、H-J为1和3月龄WT、LX/X和CrX-/-小鼠视网膜的HE染色对比。G和K为三种小鼠外核层厚度比较,其中X轴为离视盘距离。

PURPOSE:

Thecone-rodhomeobox(CRX)transcriptionfactorisessentialforphotoreceptorgeneexpression,differentiation,andsurvival.HumanCRXmutationscancausedominantretinopathiesofvaryingonsetandphenotypeseverity.Inanimalmodels,dominantframeshiftCrxmutationsintroduceaprematureterminationcodon(PTC),producinginactivetruncatedproteinsthatinterferewithnormalCRXfunction.Previously,amutantmouse,TVRM65,wasreportedtocarryarecessivelatePTCmutation,Crx-LX.MoredetailedphenotypeanalysisofthepathogenicityofCrx-LXshedsnewlightonthevariabilityofCRX-linkeddiseases.

METHODS:

Homozygous(LX/X);heterozygous(LX/+);Crx-/-andcontrolC57BL/6J(WT)micewereanalyzedatvariousagesforchangesinretinalfunction(ERG),morphology(histology)andphotoreceptorgeneexpression(qRT-PCR).

RESULTS:

At1month,LX/Xmicelackvisualfunction,showgreaterreductionsinretinalthickness,anddistinctgeneexpressionchangesrelativetoCrx-/-,suggestingthatthephenotypeofLX/XismoreseverethanCrx-/-.LX/+micehavereducedrod/conefunction,butnormalretinalmorphologyatallagestested.qRT-PCRassaysdescribeda







































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