Kctd20基因在视网膜色素变性病变中的功能研究

Retinitis pigmentosa (RP)，a severe form of inheritable retina disease,is the leading cause of working age population. Although genetic heterogeneity and complicated pathomechanism has been found, the death of photoreceptors is the common consequence for RP. Research focus on it may facilitate all types of RP.Based on our preliminary study, we identified a novel candidate gene Kctd20 in an autosomal recessive RP family, and found RP-related phenotype in conditional knock out mice. In this study, we aim to discover mechanism of photoreceptor death related to Kctd20. Cone-cre and Rod-cre Kctd20 conditional knock out mouse will be established to examine the molecular mechanism underlining oxidative stress injury of rod and metabolism imbalance of cone, and find clue to phototransduction signal. Our study will gain insight into molecualr mechanims of RP related to Kctd20, which have significance in science and great potential applications for alternative therapy.

视网膜色素变性（RP，Retinitis Pigmentosa）是最常见的遗传性视网膜疾病，为工作年龄段人群的首位致盲眼病，尽管RP具有显著的遗传异质性和复杂的病理机制，但感光细胞死亡是其共同的病理结局。因此，对于感光细胞死亡机制及干预的研究适用于各型RP患者。课题组前期鉴定了一个adRP的候选致病基因Kctd20，构建的条件性敲除小鼠的ERG检测提示RP相关表型。拟开展的研究针对Kctd20调控感光细胞存活/凋亡的关键点展开，构建感光细胞特异的条件性基因敲除小鼠，探索Kctd20参与RP早期视杆细胞氧化应激损伤、晚期视锥细胞代谢失衡的分子机制，以及Kctd20与光信号转导的关联。对Kctd20导致RP的致病途径和分子环路研究，具有重要的科学意义，并为发展RP新的替代疗法提供靶点线索。

视网膜色素变性（RP，Retinitis Pigmentosa）是最常见的遗传性视网膜疾病，为工作年龄段人群的首位致盲眼病。本研究鉴定了一个adRP的候选致病基因Kctd20，明确了其突变位点及RP疾病特点。通过构建KCTD20基因敲除小鼠模型，证实KCTD20缺失并不能直接引起小鼠的RP病变，仅12月龄时出现视杆细胞突触连接异常，视锥细胞纤维排列紊乱，轻微累及双极细胞，并伴随视网膜氧化应激状态明显改变。利用MNU腹腔注射构建KCTD20缺失和野生型小鼠的RP疾病模型发现，36h后KCTD20缺失小鼠感光细胞丢失明显增加，小胶质细胞增殖数量显著提高，双极细胞纤维减少。KCTD20缺失小鼠视网膜氧化应激相关蛋白SOD2、Bad和Bcl-xl表达显著增多，提示KCTD20缺失小鼠视网膜更易受到氧化应激的影响。此外，发现KCTD20缺失小鼠视网膜p-Akt蛋白水平明显上升，提示KCTD20可能通过Akt通路调节视网膜氧化应激状态，从而影响RP模型疾病进展。不仅如此，我们构建了KCTD20 野生型/突变型（c.G512C : p.S171T）真核表达质粒pCMV-Kctd20-Flag、pcDNA3.1-KCTD20-mut-Flag 瞬时转染视网膜色素上皮细胞系ARPE19。发现突变型ARPE19细胞活性氧（ROS）表达显著增加，以及调节ARPE19细胞增殖增活动。基于以上，我们明确了KCTD20突变的致病性，验证了KCTD20缺失通过改变视网膜氧化应激状态增加小鼠RP疾病模型的易感性，并进一步证实了KCTD20表达异常能够通过影响Akt信号通路，作用视网膜氧化应激水平从而参与视网膜功能调控的致病机理。通过这些工作，为RP发病机制的研究提供新的思路，并为临床上靶向生物治疗提供了新的理论依据。