通过调节EphA/ephrin信号系统促进人胚胎干细胞来源的视网膜感光细胞向视网膜内整合的作用机制研究

Retinal degenerative diseases that target photoreceptors directly or indirectly are challenging diseases lack effective treatments. Stem cells transplantation brings hope, however, the low integration and the difficulties to form axons still problems restricting the utilization of this treatment. According to the results from our preliminary experiments and the latest research advances, we hypothesize that the repulsive effects mediated by the EphA/ephrinA signaling system can be the main reason leads to low integration rate of the transplanted cells. This study is going to detect the EphA/ephrinA expression on retinal tissues of both normal and rd10 (retinitis pigmentosa mouse model) mice, as well as the human embryonic stem cells (hESCs)derived photoreceptors. Methods of RNA interference and activation of EphA6 receptors will be used to highlight the effects of ephrinA1,phrinA6, and EphA6 on the integration and axon growth of photoreceptors. We will also inhibit EphA/ephrinA mediated repulsive signaling through recombinant EphA6 and ephrinA1 to detect the integration and axon growth of our transplanted cells. Our research will lay a foundation for the clinical treatment of retinal diseases with stem cells derived photoreceptors in the future.

视网膜变性疾病是以感光细胞直接或间接损伤为特征的一类疾病，目前仍缺乏有效的临床治疗手段。细胞移植是治疗此种疾病的希望所在，但是移植细胞与视网膜整合率低且不易形成轴突结构是目前限制细胞移植治疗视网膜变性疾病效果的瓶颈。根据预实验的结果和最新的研究进展，我们推测EphA/ephrinA信号系统介导的排斥作用是移植细胞整合率低的重要原因。本研究拟将人胚胎干细胞（hESCs）定向分化成感光细胞前体细胞，移植到视网膜变性小鼠（rd10）的视网膜中。检测在正常小鼠和rd10小鼠的视网膜组织中，以及在分化的感光细胞上EphA/ephrinA家族成员的表达。利用RNA干扰以及重组蛋白调控EphA6受体和ephrinA1、4配体在分化的感光细胞以及受体视网膜中的表达和活化，明确EphA/ephrinA信号在感光细胞与视网膜整合、移植细胞轴突生长，以及受损视网膜功能恢复中的作用。进一步提高感光细胞移植的效果。

视网膜变性疾病是以感光细胞直接或间接损伤为特征的一类疾病，目前仍缺乏 有效的临床治疗手段。细胞移植是治疗此种疾病的希望所在，但是移植细胞与视网膜整合率 低且不易形成轴突结构是目前限制细胞移植治疗视网膜变性疾病效果的瓶颈。本研究通过对不同发育阶段的小鼠视网膜进行PCR、HE及免疫荧光染色研究，发现在C57/b6小鼠视网膜感光细胞发育的关键阶段，即出生后3天、5天和7天，EphA4和ephrinA5的表达明显高于其它EphA-ephrinA亚类。然后通过不同细胞标志蛋白的追踪观察，发现EphA4主要表达于视网膜内外两侧并在晚期表达于视网膜内核层，基本呈由内向外表达的规律，与视网膜视杆型感光细胞的表达互补，最终形成屏障，防止视网膜视杆细胞的轴突向内层视网膜生长。我们将新生3天、5天和成年GFP小鼠的视网膜感光细胞分离混合EphA4、ephrinA5或IgG对照注射到成年小鼠的视网膜下，观察2周后取出眼球包埋切片后行免疫荧光染色和HE染色，目前发现GFP阳性的视网膜细胞移植到视网膜下后整合欠佳。考虑其原因可能与细胞活性欠佳、视网膜下注射的实验操作技术以及免疫染色技术有关。