视网膜Müller胶质细胞在体重编程治疗眼缺血综合征及机制研究

Ocular ischemic syndrome (OIS) is a series of clinical syndromes of intracranial ischemia and ocular ischemia caused by inadequate carotid artery blood-supply insufficiency. OIS can cause permanent visual impairment, yet there is still no effective treatment. Recent studies based on in vivo reprogramming techniques show that Müller cells can be reprogrammed and differentiated into multiple retinal neurons in vivo. In the previous studies, we found all layers of retina in OIS model were reduced. Could reprogrammed Müller cells supplement varied types of dead neurons, and restore the visual function of the OIS host? It is still not clear. The purpose of this study was to apply retroviral vector of Ascl1 with trichostatin-A in the retina ischemia microenvironment, and then to investigate the efficiency of Müller cell reprogramming, the types, function and integration ability of neurons that reprogrammed Müller cell differentiate, , as well as the mechanism of host visual function, to further clarify the mechanism of Müller cells in vivo programming. The results of this study are not only of great significance on the regulation mechanism of Müller cell activation, but also provide a new theoretical basis for the treatment of OIS.

眼缺血综合征（ocular ischemic syndrome, OIS）由颈动脉供血不足所致的一系列颅内缺血和眼部缺血的临床综合征。OIS可造成永久性视力损伤，而现仍无有效治疗手段。基于在体谱系重编程技术的最新研究表明视网膜Müller细胞可在体内环境下重编程为多种视网膜神经元。我们在前期研究中发现OIS模型中视网膜各层细胞均减少。而Müller细胞经在体重编程后可否弥补OIS丢失的多种类型神经元，并修复宿主视功能？目前仍不清楚。本项目旨在研究在OIS的视网膜缺血环境中，利用逆转录病毒载体转染Ascl1配合曲古霉素-A诱导Müller细胞在体重编程，并检测Müller细胞重编程的效率，形成的神经元类型、功能和整合能力，以及对宿主视功能的修复作用及机制，进一步阐明Müller细胞在体重编程的机制。研究结果对理解Müller细胞激活的调控机制有重要意义，同时也为OIS的治疗提供新的理论依据。

眼缺血综合征（ocular ischemic syndrome, OIS）由慢性严重的颈动脉阻塞或狭窄所致脑和眼的供血不足而产生一系列颅内缺血和眼部缺血的临床综合征。OIS可造成视网膜各层细胞均有所减少，引起永久性视力损伤，而现治疗手段有限，视力预后不佳。激活内源性视网膜前体细胞可补充丢失的神经细胞，但效率不足。而在体重编程技术对提高视网膜细胞的激活效率，治疗视网膜变性疾病具有重要意义。Müller胶质细胞作为视网膜细胞再生的主要来源。在视网膜缺血环境中，通过Müller胶质细胞在体重编程可否弥补OIS丢失的多种类型神经元，重建宿主视功能，目前仍不清楚。基于此，首先通过Brown Norway大鼠建立双侧颈总动脉结扎模型来模拟OIS，并鉴定了此模型中各类型视网膜细胞的病理变化、突触可塑性及宿主视网膜功能等变化。在此模型中，利用腺相关病毒载体转染Ascl1，并配合曲古霉素-A诱导Müller胶质细胞重编程。转染后2周，Ascl1过表达的Müller胶质细胞开始表达Pax6、Otx2等视网膜前体细胞标记物，提示Müller胶质细胞开始出现去分化，且Müller胶质细胞的胞体从内核层向内丛状层和节细胞层出现迁移。转染后8周，Ascl1过表达的Müller胶质细胞表达无长突细胞（ChAT和Calretinin）、双极细胞（PKCα）、感光细胞（Recoverin）等视网膜神经元标记物，提示重编程的Müller胶质细胞可向上述类型神经元分化，以补充丢失的视网膜神经元。经Ascl1转染的视网膜中，小胶质细胞计数下降，且以分支小胶质细胞为主，阿米巴样小胶质细胞比例下降，提示此治疗可通过调控小胶质细胞改善视网膜的免疫微环境。视网膜电图和光栅视动实验结果都显示重编程的Müller胶质细胞促进缺血视网膜功能恢复。本研究的发现提示了经Ascl1重编的Müller胶质细胞可去分化并再分化为多种视网膜神经元，调控小胶质细胞以改善视网膜微环境，并最终促进视网膜功能恢复。研究结果深入地阐述了在视网膜缺血环境中Müller胶质细胞的重编程机制，为OIS的治疗提供新的理论依据。