基于microRNA图谱的青光眼性视神经病变的精准分析研究

Glaucoma is characterized by the progressive death of retinal ganglion cells (RGCs) which involves many mechanisms. The progression of the disease and response to treatment varied in individuals. MicroRNA is a kind of small RNAs post-transcriptionally regulating the expression of thousands of genes. Among them, miR-17-5p was closely related to apoptosis. MicroRNA profiling as a disease biomarker has been widely used in cancer and neuroscience. Our previous studies found that the expression level of many apoptosis- and inflammation-related microRNAs changed in acute ocular hypertension rat model, and that of miR-17-5p was reduced; additionally, we have the transgenic mouse (Tg-MYOCY437H) which could simulate the progression of primary open-angle glaucoma (POAG); we have also collected hundreds of blood and aqueous humor samples from POAG patients. Based on the results of our previous researches, we put forward our hypothesis: 1) microRNA profiling could act as a biomarker for the prediction of glaucoma progression; 2) miR-17-5p/Apaf-1/caspase-9 may involve in loss of RGCs in glaucoma . In this study, we aim to use animal model and clinical samples to verify our hypothesis. The purpose of this study is to provide a brand new view to the pathogenesis of glaucoma and use microRNA profiling for precise analyzing of glaucoma progression.

青光眼是一组多种机制参与的以RGCs进行性丢失为特征的疾病。临床上青光眼患者的疾病进展及对降眼压治疗的反应存在明显的个体差异。MicroRNA表达谱作为疾病生物标记已经在肿瘤以及神经科学领域得到广泛研究，已证明miR-17-5p与细胞凋亡密切相关。我们的前期工作发现大鼠急性高眼压模型中存在多种microRNA表达差异，其中miR-17-5p表达降低；建立了慢性高眼压Tg-MYOCY437H转基因小鼠模型；收集了POAG病人的血液及房水样本。本课题提出科学假说：1）microRNA差异表达谱可能作为青光眼疾病进展预测的生物标记；2）miR-17-5p/Apaf-1/caspase-9通路可能参与RGCs的凋亡。本课题拟绘制microRNA差异表达谱以预测青光眼进展，研究miR-17-5p通路在青光眼视神经病变中的作用，有望对青光眼疾病进展进行精确预测，同时为青光眼干预及有效治疗寻找新的靶点。

青光眼是一组多种机制参与的以RGCs进行性丢失为特征的疾病，临床上青光眼患者的疾病进展及对降眼压治疗的反应存在明显的个体差异。microRNA广泛参与机体中各种基因的表达调控，且较mRNA及蛋白质更为稳定、易于检测，在疾病的预测和治疗中展现出巨大的潜力。microRNA的特异性表达作为疾病早期诊断指标、进展风险和预后预测指标、治疗靶标等的价值已经得到大量研究的证实，具有巨大的临床应用前景。本课题基于microRNA图谱，对青光眼性视神经损害风险进行精准分析， 寻找视神经损害风险预测指标及治疗新靶点，为青光眼性视神经损害的预测和早期干预提供新思路，具有重要的现实意义。本项目主要研究了以下内容：.1. 通过青光眼房水microRNA差异表达图谱寻找新的致病机制 .2. 通过青光眼外周血microRNA表达谱寻找POAG特异诊断标志物.3. 验证miR-93-5p调控视网膜microglia激活在高眼压模型中的视神经保护作用 . 历经四年的研究，课题取得重要的研究进展与成果：.1）通过绘制青光眼房水microRNA差异表达图谱，hsa-miR-184、hsa-miR-486-5p及hsa-miR-93-5p等miRNA在不同程度视野损害的POAG病人中存在显著的表达差异，这些差异表达miRNA可能影响青光眼患者视神经损害的易感性，有潜力成为青光眼视功能损害的预测因子。.2）我们联系全身，研究外周血中miRNA的差异表达谱与原发性开角型青光眼（POAG）的关系，我们发现外周血中miR-210-3p的表达水平与POAG患病及视野损害严重程度显著相关，为POAG提供了新的诊断思路，在无法获得可靠的传统眼部视功能及影像检查的情况下将有望成为青光眼诊断的重要补充工具。.3）我们在发现POAG患者房水及血液中多个差异表达的miRNA可作为POAG是否患病及严重程度的生物标志物后，为了更好地发挥miRNA在临床诊疗中的作用，我们进一步对相关生物标志物microRNA-93-5p对于青光眼视神经损伤作用在细胞和动物上进行了机制研究，发现miR-93通过抑制靶基因STAT3，在体内可以调控视网膜小胶质细胞过度激活介导的神经炎症反应，保护视网膜神经节细胞从而发挥重要的神经保护作用。miR-93/STAT3信号通路可能会成为未来治疗青光眼性视神经损伤的新靶点。