选择性视网膜Egr1基因敲除对小鼠的近视屈光状态及巩膜重塑的影响

高度近视作为一种高发病率、严重危害青少年视觉健康的疾病，已经成为严重的社会经济问题，但由于发病机制不明确，尚无有效的病因学治疗手段。大量研究表明，实验性近视眼视网膜Egr1基因表达水平与近视的发展明显相关。本研究利用选择性基因打靶技术，建立视网膜Egr1基因敲除小鼠模型，观察其近视屈光度、眼轴长度以及后极部巩膜的形态学改变，检测其后极部视网膜和巩膜的TGF-β的表达水平、巩膜Ⅰ型胶原以及MMP-2的表达水平的变化。证实在不影响全身基因表达的条件下，选择性敲除视网膜Egr1基因后，小鼠能出现近视屈光漂移，眼轴增长，后极部巩膜出现与形觉剥夺性近视相类似的巩膜主动重塑过程，为近视眼的靶向性基因治疗提供研究基础。

本项目利用选择性基因敲除技术，构建Egr1 loxP-floxed打靶载体，转染小鼠ES细胞，获得Egr1 loxP-floxed小鼠，然后将其与ChAT-cre/Gsatcre小鼠进行交配，获得视网膜Egr1基因敲除小鼠模型。观察其近视屈光度、眼轴长度以及后极部巩膜的形态学改变，检测其后极部视网膜和巩膜的TGF-β的表达水平、巩膜Ⅰ型胶原以及MMP-2的表达水平的变化。我们发现选择性敲除视网膜Egr1基因后，小鼠能出现-1.00~-2.50D近视屈光漂移，眼轴较野生型小鼠明显增长，后极部巩膜明显变薄，成纤维细胞密度减低，胶原纤维直径变小，细胞外基质中Ⅰ型胶原的含量明显下降。分子生物学实验显示:巩膜的TGF-β2表达水平明显降低,而MMP2表达水平明显升高。我们认为视网膜Egr1基因被敲除后，视网膜及巩膜的TGF-β2表达明显下调，巩膜纤溶酶原激活物(PA)活性增加，激活其下游的MMP2，使Ⅰ型胶原降解加速，从而导致巩膜重塑。本研究首次在不影响全身基因表达的情况下，选择性敲除小鼠视网膜Egr1基因，建立近视眼的基因诱导动物模型，为近视眼的靶向性基因治疗提供理论基础。1篇论文发表在在Clinical & Experimental Ophthalmology，1篇论文投在Gene Therapy 等待发表,培养硕士研究生1名。