糖尿病视网膜病变中D-氨基酸氧化酶的表达调控机制研究

Diabetic retinopathy(DR), categorized as a neurovascular disease, is one of the most common complications of diabetes mellitus, and has become one of the important factors that threaten human health. Excitotoxicity accounts for the neurodegeneration occurring in DR retinae and our prior results demonstrate the critical roles of serine racemase and its product, D-serine in these processes. D-amino acid oxidase(DAAOx), an enzyme catalyzing catabolism of D-serine, regulates D-serine concentration in tissues and thus affects the activity of NMDA receptor(NMDA-R). However, the study on the functions of DAAOx in DR is lacking. Our project will examine DAAOx expression in the retinae of DR rats at the mRNA and protein level, and further explore the mechanisms that regulate the expression of DAAOx at the transcriptional and post-transcriptional levels. The achievement in the study will provide invaluable data in the mechanism of DR neurodegeneration and a new drug target for the prevention and treatment of DR neurodegeneration arising from overactivation of NMDA-R.

糖尿病视网膜病变（DR）作为一种神经退行性疾病，是糖尿病最常见的并发症，已成为威胁人类健康的重要因素之一。研究表明DR中的神经退化和神经兴奋性紧密相关，我们前期研究表明丝氨酸消旋酶（SR）及其产物D-serine在此过程中发挥重要作用。D-氨基酸氧化酶（D-amino acid oxidase, DAAOx）能通过降解D-serine调控组织中其浓度的变化，从而调控神经兴奋性毒性。但目前DAAOx在糖尿病视网膜病变中的功能研究是空白。本课题拟采用DR大鼠模型，在蛋白和mRNA水平上，检测DAAOx在DR大鼠视网膜中的表达变化，并从转录水平和转录后水平深入研究DAAOx在视网膜中的表达调控机制，力图揭示DAAOx在DR神经退化中的作用，为防治因神经兴奋性异常而引起的DR中神经元的凋亡提供新的理论依据，从而为DR的防治提供新的药物作用靶点。

糖尿病视网膜病变（Diabetic retinopathy，DR）是一种糖尿病并发症，10年来约有80-90%的糖尿病患者受到影响。它主要表现为视网膜神经元变性和视网膜局部血管微循环的改变，早期为非增殖性DR，晚期为增殖性DR。有证据表明，丝氨酸消旋酶（SR）及其产物D-丝氨酸与DR有关。由于D-丝氨酸的含量是通过SR外消旋和D-氨基酸氧化酶（DAAO）的降解来平衡的，我们研究了DAAO在DR中的作用，并进一步探讨了相关的治疗方法。我们发现，与正常大鼠相比，腹腔注射链脲佐菌素导致糖尿病大鼠视网膜DAAO mRNA和蛋白水平降低。与注射载体病毒（AAV8-ZsGreen）相比，腹腔注射表达DAAO的腺病毒（AAV8-DAAO）可明显减轻糖尿病大鼠视网膜神经节细胞的丢失，减轻视网膜血管内皮细胞和周细胞的丢失。此外，注射AAV8-DAAO显著改善了血视网膜屏障，这是由于注射AAV8-DAAO恢复了视网膜阻塞。总之，DAAO的过表达显著降低了糖尿病视网膜神经病变和血管病理学，这可能是DR治疗的新策略。另一方面，通过建立双突变的Ins2Akita-Srr小鼠模型，我们观察到SR缺乏可显著预防糖尿病小鼠RGC的丢失。通过制备脉络膜新生血管（CNV）动物模型，我们观察到SR缺失可以延缓脉络膜血管新生化。