HDACi与丹酚酸干预治疗Crx相关性视网膜感光细胞变性的分子机制

Crx-related retinal photoreceptor degeneration is one of a common cause of visual impairment and blindness genetic disease, and its pathogenesis is not clear. There are no effective treatments in clinic up to now. This project focuses on the role of retinal photoreceptor transcription factor , cone-rod homeobox (Crx) in photoreceptor degeneration diseases. Based on our previous research, Crx-/- mouse retinal receptor gene defects lead to hypo-acetylation and transcriptional abnormalities , we assume that histone hypo-acetylation caused by Crx deficiency is the beginning of photoreceptor gene transcription abnormal, and subsequently function of photoreceptor appear to abnormal, at last lead to retinal photoreceptor cell degeneration, so we reverse the retinal photoreceptor cells of the stage by histone deacetylase inhibitors (HDACi). This hypothesis has been preliminary verified by our previous research and we found that combination HDACi with salvianolic acid can interfere in the occurrence and development of retinal photoreceptor cell degeneration significant. This research aims to study on the molecular mechanism of Chromosome histone acetylation in Crx gene mutation caused retinal photoreceptor degeneration, and assess the effect of HDACi and salvianolic acid, to providing a new therapeutic approach in clinical research.

Crx相关性视网膜感光细胞变性是一类遗传性视觉损伤和致盲的常见原因之一，迄今为止其发病机制尚不明确，临床尚无有效的治疗方法。本项目重点研究视网膜感光细胞转录因子，视锥-视杆同源异形框（Crx）在视网膜感光细胞变性疾病中的作用。基于我们的研究发现Crx-/-小鼠视网膜感光受体基因缺陷导致染色体的低乙酰化与转录异常，我们假设Crx缺乏所致的组蛋白乙酰化减少是感光受体基因转录失调的起始步骤，继之感光受体功能异常，导致视网膜感光细胞变性，病变早期通过组蛋白去乙酰酶抑制剂（HDACi）治疗，来逆转视网膜感光细胞的病变。通过主任基金的支持，已初步验证这种假设，并发现HDACi与丹酚酸联合应用，可确切的干预视网膜感光细胞变性的发生和发展。本课题旨在研究Crx基因突变所致视网膜感光细胞变性中染色体组蛋白乙酰基化的分子机制，评估HDACi和丹酚酸在视网膜感光细胞变性中的治疗效果，为临床提供新的治疗途径。

目前研究发现视锥-视杆同源异形框（cone-rod homeobox，Crx）突变导致其结合及激活靶基因启动子的能力缺失，然而Crx在体内感光受体基因表达的机制尚不清楚，因此发现针对Crx 相关性疾病的病因治疗有一定困难。我们尝试采用化学药物去组蛋白去乙酰酶抑制剂（histone deacetylase inhibitor，HDACi）和丹酚酸（salvianolic acid ）干预治疗理论上不可治愈的视网膜感光细胞变性疾病，围绕Crx基因突变所致视网膜感光细胞变性中染色体组蛋白乙酰基化的分子机制开展了探索性研究。本项目主要研究HDACi和丹酚酸干预治疗视网膜感光细胞变性疾病的分子机制，研究Crx基因突变所致视网膜感光细胞变性中染色体组蛋白乙酰基化的分子机制，寻找治疗视网膜感光细胞变性疾病的新措施和新思路。我们首先确定Crx-/-小鼠视网膜感光细胞内HATs和组蛋白H3/ H4的分布和含量，结果显示Crx-/-小鼠视网膜感光受体基因所致染色体组蛋白的低乙酰化，是由于Crx依赖性HATs募集和激活缺陷直接引起的。通过染色体免疫沉淀（ChIP）技术，我们证实视蛋白基因的调节区域是Crx在体内的靶结合部位。结果显示（1）Crx-/-小鼠视网膜出现的Crx靶基因转录失调是引起视网膜感光细胞变性疾病表现型的主要原因，Crx的失效突变影响组蛋白乙酰化和两种HATs在靶基因启动子上的占据区域。（2）HDACi与丹酚酸联合干预治疗Crx-/-小鼠，可增加视网膜组蛋白乙酰化，促进Crx-/-小鼠视网膜的视蛋白基因的转录，部分逆转Crx-/-小鼠视网膜感光细胞上的转录缺陷。（3）NaB与丹酚酸联合干预治疗，对阻止视网膜感光细胞变性具有显著的药物效应。（4）明确了Crx基因突变所致视网膜感光细胞变性中染色体组蛋白乙酰基化的分子机制。这种根据发病机制所衍生的治疗方法，对治疗视网膜感光细胞变性疾病有重要的临床治疗价值，为开拓临床新的治疗思路，提供可靠的研究依据。