Rdh12基因相关遗传性视网膜病变小鼠模型构建、基因治疗及其他表型研究

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遗传性视网膜病变(Inherited retinal diseases,IRD)是罕见遗传病,具有早发性、异质性等特点,以及非常严重的视网膜变性表型,约占全球新生儿患病率的1/50,000-1/35,000。RDH12是NADPH依赖的视黄醇脱氢酶(Retinol dehydrogenase12),在视觉循环中将全反式视黄醛(All-trans Retinal,at RAL)还原成全反式视黄醇(All-trans Retinol,at ROL),并在过度光照情况下参与有毒脂质过氧化物的代谢,保护光感受器避免变性。RDH12基因突变相关的视网膜疾病经常被诊断为第13型先天性黑矇症(Leber’s congenital amaurosis13,LCA13)或早期发作的严重视网膜营养不良(Early-onset severe retinal dystrophy,EOSRD)等,患者在儿童早期的表现为视力进行性下降,并在20年的时间里持续发展成视网膜ERG无锥杆细胞应答,显著的黄斑变性和视网膜色素变性等症状。到目前为止,尚无有效的治疗办法。建立Rdh12-IRD动物模型是进行基因治疗研究的必要条件。为研究Rdh12相关遗传性视网膜病变(Rdh12-IRD)的治疗方案,本研究构建Rdh12基因1-5号外显子敲除的小鼠模型,该小鼠模型在自然状态下无法表现出如明视野暗视野ERG反应降低,以及视网膜变性等RDH12-IRD患者的典型表型。本研究通过光刺激诱导Rdh12敲除小鼠产生IRD表型,以视网膜电图(Electroretinogram,ERG),眼底成像及视网膜组织学检测小鼠表型变化。ERG结果表明6-8周龄Rdh12敲除小鼠在自然状况下与Wild Type小鼠在视觉功能上无明显差距,眼底无明显疾病表型,12月龄小鼠视网膜层状结构仍然完整,呈健康状态;但经光刺激后明暗视野ERG水平出现显著降低、眼底呈现密集黄白色斑点,光感受器内节层、外节层及外核层厚度均变薄。该视觉功能障碍和感光细胞变性的表型与RDH12-IRD患者表型相近,可作为基因治疗的疾病模型。本研究通过视网膜下腔注射AAV2/8-CMV-Rdh12的方法对光损伤前后接受基因治疗的Rdh12-IRD小鼠视觉功能和视网膜结构变化进行研究,探索Rdh12-IRD基因治疗效果。本研究发现,预防型基因疗法Treat-LD不仅可以维持Rdh12-IRD小鼠的正常视觉功能,还可以预防感光细胞的丢失,而挽救型基因疗法LD-Treat不能逆转IRD表型,但可减慢视觉功能丧失速度,其积极作用需进一步探索。另外,本研究通过对Rdh12敲除小鼠以及Wild Type小鼠进行全血生化指标检测发现Rdh12敲除小鼠的血清尿酸UA指标升高,又经肾脏组织q PCR验证尿酸通路相关蛋白m RNA表达水平出现差异性变化,说明Rdh12基因突变除了会引起遗传性视网膜营养不良外,还可能增加高尿酸血症、并发痛风等其他疾病患病风险。
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