NOX2介导ROS-JNK和PKR-CHOP-TRB3通路在实验性视网膜脱离中调控凋亡的机制研究

Retinal detachment (RD) is a common cause of permanent visual impairment. In previous studies, mitochondrial and endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis has shown to be responsible for photoreceptor loss after RD. However, photoreceptor apoptosis could only be partially suppressed after inhibition of downstream signaling molecules of apoptosis pathway. It indicates that apoptosis signaling transduction could be blocked by intervening upstream regulatory target. NOX2 is nearly found to induce the production of ROS and subsequent mitochondrial apoptosis, and simultaneously amplify CHOP-induced endoplasmic reticulum stress through activating PKR. Based on these findings, we hypothesis that NOX2 plays a key role in regulating mitochondrial and endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis after RD. In order to verify the hypothesis, we will establish rat models of RD and photoreceptor culture and investigate the regulatory mechanism of NOX2-induced ROS-JNK and PRK-CHOP-TRB3 pathways on photoreceptor apoptosis using siRNA and overexpression technology. The complement of this study will provide a new therapeutic target to suppress photoreceptor apoptosis and improve visual function after RD.

视网膜脱离（RD）是严重影响患者视觉功能的致盲性眼病。前期研究发现，RD中光感受器细胞发生线粒体途径凋亡和内质网应激途径凋亡是视功能损伤的重要因素。然而抑制凋亡信号通路下游分子，仅能部分减少光感受器细胞凋亡。因此寻找凋亡信号上游关键调控靶点，才能更大程度阻断凋亡信号传导。新近发现，NOX2在促进ROS生成诱导线粒体途径凋亡的同时，还可激活PKR放大CHOP信号，促进内质网应激途径凋亡。由此推测NOX2很可能是RD中共同调控线粒体途径凋亡和内质网应激途径凋亡的上游关键信号枢纽。为证实该假设，本课题拟构建RD动物模型及体外光感受器细胞应激模型，采用基因沉默与过表达技术干预NOX2表达水平，通过体内外实验探讨NOX2介导ROS-JNK和PKR-CHOP-TRB3通路在实验性RD中调控光感受器细胞凋亡的作用及机制，为今后寻找RD中凋亡信号拮抗分子，进而重建和修复视功能提供新的理论依据和治疗思路。

视网膜脱离（RD）是一类严重影响患者视功能的致盲性眼病。课题组前期研究发现，RD后视网膜细胞特别是光感受器细胞死亡是导致患者视功能损伤的重要因素，因而阐明RD后光感受器细胞死亡的调控机制对于保护患者视功能具有十分重要的意义。在本研究中，课题组首先采用BN大鼠制作实验性RD动物模型，通过ELISA检测、DHE染色、TUNEL染色、ERG检测等实验方法，发现RD后发生NOX-ROS通路介导的视网膜氧化应激损伤；采用APO药物抑制NOX表达后，RD后视网膜组织中的氧化应激水平明显降低，光感受器细胞凋亡减少，视网膜组织形态损伤减轻，表明NOX-ROS介导的氧化应激通路在RD后视网膜损伤中发挥重要作用。在此基础上，课题组进一步采用药理学方法干预NOX上游AR受体功能后，发现RD后NOX-ROS介导的氧化应激通路受到抑制，并且视网膜组织结构和感光功能损伤程度降低，表明干预抑制NOX-ROS通路可减轻RD后视网膜氧化应激损伤，在一定程度上保护视网膜组织结构及感光功能。本研究初步阐明了NOX作为关键分子对RD后视网膜氧化应激损伤的调控作用及机制，揭示了其可能作为潜在的药物治疗靶点，为未来RD患者视功能保护及修复提供新的理论依据及治疗策略。