腺苷对实验性青光眼视网膜Müller细胞钾离子通道调控的研究

Adenosine is a biological active substance. It has not yet been fully elucidated whether adenosine has a protective effect for retinal ganglion cells (RGCs) damage of glaucoma. The effects of adenosine on potassium ion channels and glutamate transport function of retinal Müller cells in glaucoma have also not yet been fully understood. In the preliminary study, we found that adenosine has the effect of potassium ion channels regulation on retinal Müller cells culture in vitro under the pressure condition. Thus, we will use rat model in vivo with chronic high intraocular pressure and retinal Müller cells culture in vitro under the pressure condition or glutamate toxicity stimulation to study the changes of potassium ion channels of retinal Müller cells in glaucoma condition, and explore the relationship between the changes of potassium ion channels and RGCs damage. On the other hand, the effects of adenosine on potassium ion channels and glutamate transport function of retinal Müller cells, and RGCs survival in glaucoma condition will be investigated. Furthermore, the possible effect pathway of adenosine on potassium ion channels of retinal Müller cells in glaucoma condition will also be explored. This project will preliminary clarify the RGCs protective effect of adenosine and its mechanism. The expected results of this project will provide the experimental evidences for excavating the treatment method and target of neuroprotection, and enrich the glaucomatous optic nerve damage mechanisms, which has the important significance for improving the academic levels and social benefits.

腺苷作为一种生物活性物质，其对青光眼视网膜神经节细胞（RGCs）的损伤是否具有保护作用，及其对青光眼视网膜Müller细胞的钾离子通道和谷氨酸转运功能的影响目前尚未完全阐明。我们前期的初步研究发现腺苷具有调控加压培养视网膜Müller细胞的钾离子通道的作用，由此本项目将采用在体大鼠慢性高眼压模型和Müller细胞加压培养及谷氨酸毒性作用培养的体外实验，进一步探讨青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道的改变及其与RGCs损伤的关系，研究腺苷对青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道、谷氨酸转运功能和RGCs存活的影响，同时进一步探讨腺苷对实验性青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道影响的可能作用途径，以初步明确腺苷对青光眼RGCs的保护作用及其机制，为发掘青光眼的视神经保护方法和治疗靶点提供实验依据，丰富青光眼视神经损害的作用机制，对提高学科水平和社会效益均有重要意义。

腺苷是中枢神经系统一种重要的神经调质，其生物学效应主要由腺苷受体介导，目前已知腺苷受体有A1、A2A、A2B、A3四种亚型。腺苷作为一种生物活性物质，其对青光眼视网膜神经节细胞（RGCs）的损伤是否具有保护作用，及其对青光眼视网膜Müller细胞的钾离子通道和谷氨酸转运功能是否具有调控作用值得深入研究。本研究采用大鼠慢性高眼压模型的在体实验和Müller细胞加压培养的体外实验，应用上丘逆行标记RGCs、视网膜铺片、免疫组化、RT-PCR、Western blot、细胞膜片钳技术及谷氨酸摄取功能检测等方法，探讨了青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道的改变，研究了腺苷和腺苷受体对青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道、谷氨酸转运功能和RGCs存活的影响，同时进一步探讨了腺苷和腺苷受体对实验性青光眼状态下视网膜Müller细胞的钾离子通道影响的可能作用途径。主要研究结果显示：（1）慢性高眼压可致视网膜Müller细胞内向整流钾离子通道（Kir）中的Kir2.1、 Kir4.1、前后排列孔钾离子通道-1(TASK-1)、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸转运体（GLAST）的蛋白和mRNA表达下调；（2）A2A 拮抗剂SCH442416对慢性高眼压眼视网膜Müller细胞Kir4.1、TASK-1、GS和GLAST的蛋白和mRNA表达具有上调作用；（3）SCH442416能促进慢性高眼压眼RGCs的存活；（4）PKA信号通路参与了SCH442416诱导慢性高眼压眼视网膜中Kir4.1、TASK-1、GS和GLAST蛋白表达增加的作用；（5）慢性高眼压可致视网膜Müller细胞钾离子内向整流电流明显降低；（6）SCH442416可以上调慢性高眼压眼视网膜Müller细胞钾离子内向整流电流。本研究为发掘青光眼的视神经保护方法和治疗靶点提供了实验依据，丰富了青光眼视神经损害的作用机制。