视网膜变性过程中神经元突触重塑的分子机制研究

视网膜变性疾病是严重的神经性致盲眼病，我国每年因此失明近200万人，尚无有效疗法。视网膜变性病理机制极为复杂，感光细胞逐渐丧失，"去神经传入"致视网膜内层神经元启动重塑（remodeling）反应，产生异常突触、加速病变进程，机制不清。本项目在前期工作基础上，提出"谷氨酸及其受体的变化触发了视网膜变性过程中神经元的重塑反应，通过Ca2+/CaM/Ras/MAPK/ERK信号通路经BDNF调控Müller细胞的活化、增殖和神经元异常突触形成，是视网膜变性过程中神经元发生重塑的关键科学问题"。本项目拟借助光基因技术，以谷氨酸及其受体在变性视网膜神经元突触重塑中的作用为主线；以神经元突触重塑的触发机制为突破口；以异常突触形成的信号通路为切入点；重点研究谷氨酸及其受体参与变性视网膜神经元突触重塑的分子机制，及干预该分子机制延缓或逆转视网膜变性、重建视功能的可能策略，为治疗这类致盲眼病奠定理论基础。

视网膜变性疾病是严重的神经性致盲眼病。由于感光细胞逐渐丧失，导致视网膜内层神经元启动重塑反应。本项目提出并研究了谷氨酸及其受体的变化触发的视网膜变性过程中神经元的重塑反应及Müller 细胞的活化、增殖，这一视网膜重塑的关键科学问题，并研究了干细胞移植治疗视网膜变性动物模型。本项目发现RCS大鼠视网膜变性模型1、褪黑素异常释放导致视网膜缝隙连接的耦合，进而提高视网膜光敏感性，增加了谷氨酸的释放；但亦加速感光细胞凋亡的可能机制。2、感光细胞与双极细胞代谢型和粒子型谷氨酸受体之间突触连接减弱；而视网膜双极细胞与无长突细胞、功能亢进。提示早期重塑可能由于不同的谷氨酸受体触发视网膜感光细胞层、节细胞层神经元发生神经网络重塑。3、miR-125b-5p通过其靶基因BDNF调控了双极细胞树突重塑并与残存的感光细胞形成功能性的突触联结，补偿由于视杆细胞凋亡造成视觉输入的部分缺失。4、P25-60 RCS神经节细胞有较多的5-10Hz自发放电， 并且后期感光细胞已无对光反应时RCS神经节细胞仍有自发放。神经节细胞异常放电与双极细胞及无长突细胞局部神经网络共同作用有关，是内层神经细胞维持其突触结构和功能的可能机制。5、RCS大鼠视网膜中后期Müller胶质反应产生大量的胶质增生和瘢痕，Müller细胞被DL-α-AAA功能性失活，可抑制胶质反应减缓病情发展，其机制与mGluR5、mGluR8受体及其信号转导通路有关。另外，在RCS 大鼠视网膜病变模型中下调Lin28B 同时上调let-7e和let-7i 可能是影响视网膜再生修复的重要原因。6、构建了c-kit-mCherry,GCaMP 鼠胚胎干细胞（mESC），通过基于ESC体外视杯三维培养并经流式细胞分选mCheery 阳性细胞，从而获得c-Kit 视网膜前体细胞行RCS大鼠视网膜下腔移植。移植细胞可以减缓RCS感光细胞的凋亡和异常突起形成，并能分化为视网膜神经样细胞与宿主细胞形成功能神经环路。我们重点研究了感光细胞凋亡启动视网膜重塑机制：其中包括视网膜主要的两级突触联结；双极细胞异常树突调控机制；Müller细胞激活重塑机制；并研究了视网膜干细胞对视网膜变性过程重塑的调控作用。我们的系列研究进一步加深了对视网膜变性疾病发生发展机制理解，并为视网膜色素变性疾病的治疗提供了多个侧面的理论基础。