DNA拓扑异构酶抑制剂提高rAAV2-CNTF对慢性高眼压视网膜神经节细胞保护作用及其机理研究

青光眼是一种以视网膜神经节细胞(RGC)渐行性凋亡为特征的视神经病变，临床上尚无有效治疗手段。基因治疗可望为这类疾病提供有效的解决方案。腺相关病毒(rAAV)是眼底疾病基因治疗的最佳载体。但rAAV对RGC的转导效率低，实际上很难达到预期治疗效果。我们在前期研究中发现，拓扑异构酶抑制剂可使rAAV2对体外培养RGC的基因表达提高7.91±1.04-9.26±1.69倍；在体内，单次给药可使rAAV在活体视网膜细胞的表达提高11.6±1.5-18.3±1.7倍,至少维持6个月。为此，本课题提出以活体鼠视网膜为研究对象,深入研究拓扑异构酶抑制剂在体内如何长期提高rAAV2在RGC内的表达、增强rAAV2-CNTF对慢性高眼压RGC的挽救作用，并从表观遗传学DNA甲基化和分子生物学角度探讨拓扑异构酶抑制剂诱导外源基因长期高水表达的作用机制,为建立安全、有效的青光眼视神经损伤基因治疗方法奠定基础。

青光眼是全球首位不可逆性致盲眼病，其病理基础是视网膜神经节细胞 (RGC) 渐行性丢失，临床上尚无有效治疗手段。基因治疗可望为这类疾病提供有效的解决方案。腺相关病毒(rAAV)是眼底疾病基因治疗的最佳载体。但rAAV 对RGC 的转导效率低，实际上很难达到预期治疗效果。如何有效提高rAAV携带外源基因的表达水平已成为限制基因治疗在青光眼治疗领域应用的一个重要瓶颈。本课题既围绕这个科学问题开展实验工作，按计划完成。研究发现，阿霉素可以加快和提高rAAV在大鼠活体视网膜神经节细胞的表达，持续至少12个月以上，未见明显的副损伤和炎症反应。以阿霉素为代表的DNA拓扑异构酶抑制剂联合rAAV2-CNTF可以显著提高对慢性高眼压视网膜神经节细胞的保护作用。值得一提的是，我们在此基础上将本课题研究进一步推向了深入，通过新增实验，获得了意想不到的重要发现：探寻到丙戊酸钠和TSA一方面具有神经保护作用，另一方面又可有效提高rAAV2的转导效率和基因表达水平，与阿霉素仅能单一提高基因表达水平相比，具有显著地优越性。通过本课题研究首次提出以丙戊酸钠或TSA联合rAAV2-CNTF/BDNF协同提高慢性高眼压视网膜神经节细胞保护作用的基因治疗全新策略，并评估了该方法的有效性和安全性。本课题研究成果国内外未见报道，具有原创性。相关的研究结果申报国家发明专利6项，已授权3项；发表标注该基金号的SCI论文1篇（Neuroscience letters，IF=2.15），中文权威期刊1篇（中华眼科杂志）；相关研究结果作为重要成果参与了2012 年度上海市医学科技奖:一等奖（上海市医学会）、2013 年中华医学科技奖 二等奖－《青光眼视网膜神经保护新策略的研究与应用》、2013 年度上海市科技进步奖 一等奖（上海市人民政府）－《青光眼诊治与视功能康复新策略的应用》的获得。培养2名硕士研究生，1名2013年毕业，另外1名将于2014年6月毕业。