应用视频投射编码装置建立转基因rd1盲小鼠的视觉功能

ChR2 is a 737-amino-acid light-gated cation channel. The truncated 315-amino-acid protein retains the same function, and works with cell endogenous retinal chromophore. We originally infected mouse retina ganglion cells by AAV-Chop2 to establish artificial retina. This method can be used to establish vision function on retinal degeneration diseases. Our strategy was confirmed by Cepko et al, and our results were repeated by Tomita et al, in rat. The coding capability of ChR2 is around 60 - 100 Hz. We build up a 3D conformation of ChR2 and design the new mutants with the support from Shanghai Nature Science Foundation (No.12ZR1421400). Erecting ChR2 mutants with highly-frequency response and stability with molecular dynamic method ,and using different digital types of the coding of retinal visual signals to stimulate retina ganglion cells,the burst firing of them is only around 20 to 30 Hz. The former procedure verify the degree of the artificial retinal response with 3D conformation and the new mutants. After iteratively continuous modification ,the best timeslice parameter is confirmed.Finally shuttle box is used to prove the individual reaction of the mice model.

研究发现ChR2光控阳离子通道含737个氨基酸，细胞内源视黄醛足以辅助截短至315氨基酸的ChR2实现其功能，不需添加外源色基。课题组前期研究首创应用包裹ChR2编码序列的腺相关病毒感染小鼠视神经节细胞的方法建立人工视网膜，用于治疗视网膜退行性病变。Cepko等论证该策略的可行性；Tomita等在大鼠视网膜上重复上述结果。ChR2的编码能力约60-100赫兹，课题组在上海市自然科学基金支持下（课题编号：12ZR1421400）建立ChR2空间构象模型及新型突变子。并计划用分子动力学模拟的方法开发具有高频稳定响应的、强光电流的ChR2突变子，用不同数据类型的视网膜编码视频信号刺激正常冲动密集发放时只有20-30赫兹的视网膜神经节细胞，来验证经过编码整合ChR2空间构像模型及新型突变子的人工视网膜，其视觉信号的反应程度。应用迭代式持续修正，获取最佳时间片参数，并拟用穿梭盒验证模型鼠的个体反应。

1.随着经济水平和医疗水平的发展，比如视网膜色素变性逐渐被关注，目前对视网膜色素变性没有有效的办法是其痊愈，严重影响这类病人的生活质量。本项目在于探索Chop2+对盲小鼠视网膜功能恢复情况，并证实AAV-CHOP2+不会影响视网膜结构和功能。通过构建Rd1小鼠模型，AAV-chop2+病毒，建立转染的rd1小鼠模型，并经HE染色，海德堡OCT检测，眼底荧光照应和电生理检测。结果显示AAV-CHOP2+通过玻璃体腔转染到小鼠眼内可以改善小鼠视功能，并在蓝光刺激下出现视觉诱发电位，并且此腺相关病毒不会造成视网膜结构损伤。从而实现对盲小鼠视觉功能恢复的提供了新的参考。2.随着经济水平的提高，血脂增高的人群逐渐增多。Ox-LDL可引起冠状动脉粥样硬化，眼科的研究证实ox-LDL可引起老年性黄斑变性，然而没有研究证实ox-LDL对视网膜神经节细胞损伤。视网膜神经节细胞是眼睛将光信号转换为电信号的重要环节之一。本项目旨在探索ox-LDL诱导视网膜神经节细胞损伤的机制。本文通过ox-LDL诱导视网膜神经节细胞氧化损伤的模型，通过RT-PCR,WB等验证发现TNFR1/ASK1/JNK通路被激活。3.随着光照明时代的到来，手机，平板，电脑以及其它LED灯的使用，LED灯中蓝光逐渐受到关注，但对视网膜神经节细胞的损伤研究寥寥无几。本研究旨在探索蓝光对视网膜神经节细胞的损伤机制，并推测可能存在的通路。通过体外细胞验证蓝光对视网膜神经节造成的损伤，并通过lncRNA芯片分分析检测差异性lncRNA和Mrna的表达。并对差异性mRNA进行了GO和pathway分析。4.虽然经济水平有所提高，但由于缺乏角膜供体，同种异体移植物移植排斥反应等多种限制，角膜移植手术的发展仍处于瓶颈期。作为角膜移植的替代方法，移植体外培养的内皮细胞将为角膜内皮功能障碍的治疗提供新的选择。本项目旨在研究羊水间充质干细胞对角膜冷冻损伤的发生发展。探索了液氮对角膜内皮细胞损伤机制为stk11-p53通路激活。并探讨了间充质干细胞移植到角膜，间充质干细胞分化为角膜内皮细胞，从而为角膜移植提供新的方向和参考，为角膜损伤所导致的盲人提供了新的治疗方式。