小眼畸形相关转录因子可变剪切体调控RPE细胞增殖的机理研究

PVR (Proliferative vitreoretinopathy) is a RPE cell hyperproliferative related eye disease that can seriously affect vision functions and may lead to blindness, but the molecular mechanisms of regulating RPE cell proliferation have not been fully understood. Our previous data indicated that RPE cell is hyperproliferative in Mitf-/- mice and suggested that MITF two alternative splicing isoforms (MITF+6 and MITF-6) play different functional roles in RPE cell proliferation, although the molecular mechanisms are still unclear. In order to address this question, we already have established MITF+6 or MITF+6 overexpression transgenic mice and ARPE-19 cells that can high express MITF+6 or MITF-6 in RPE cells. In this proposal, we plan to use these research models, combined with gene expression profiling data that we already have, through techniques of cellular and molecular biology to study the functional roles of MITF alternative isoforms and elucidate its molecular mechanisms in RPE cell proliferation. We expect that this proposal will promote our deep understanding of the regulatory mechanisms of the RPE cell proliferation. We think that the outcomes from this project will provide insights to knowledge and experimental support for the effective treatments of abnormal proliferative RPE-related disorders.

PVR是一类与RPE细胞异常增殖相关的眼科疾病，目前尚难治愈。我们通过Mitf基因敲除小鼠发现该小鼠RPE细胞异常增殖，且MITF的两个可变剪切体在RPE细胞的增殖过程中发挥不同的功能。我们假设该可变剪切体是通过调控某些不同的未知下游靶基因和信号网络，在RPE细胞的增殖过程中起着关键的作用。本项目拟在前期工作的基础上，利用我们已有的Mitf-/-小鼠、过表达MITF不同剪切体的转基因小鼠和ARPE-19细胞系，对MITF可变剪切体如何调控RPE细胞增殖这一核心问题进行研究；并揭示该可变剪切体-下游靶基因-下游效应分子-RPE细胞增殖的网络关系，最后通过MITF可变剪切体转基因小鼠在体研究该可变剪切体调控RPE细胞增殖所具有的生理和病理意义。本项目旨在阐明MITF调控RPE细胞增殖的调控规律，加深对RPE异常增殖相关疾病发病机制的理解，为寻找攻克该类疾病的方法提供前瞻性思路和转化医学依据。

RPE细胞的异常增殖与PVR(增殖性玻璃体视网膜)等多种眼科疾病的发生相关。正常情况下，RPE细胞在发育早期经历快速增殖期，成熟之后则基本处于静止状态。在某些病理情况下，如PVR患者中，RPE细胞可重新进入增殖状态，造成视网膜的损伤。RPE细胞的增殖受多少转录因子、信号通路和非编码RNA的调控，但是其具体的调控机制尚不清楚。MITF（Microphthalmia-associated transcription factor）是RPE细胞中一个起重要调控作用的转录因子，但其作用机制未明。在本课题组中，我们利用Mitf基因敲除小鼠和高表达MITF的ARPE-19细胞，对MITF在RPE细胞中的功能作用开展研究。通过本课题研究，我们发现MITF在RPE细胞的增殖调控中起重要的调控作用，Mitf-/-小鼠RPE细胞层出现过度增殖的病理特征。更为有趣的是，我们进一步研究发现MITF的两个可变剪切体在其中发挥不同的生物学功能。MITF+6不影响RPE细胞的增殖，而MITF-6显著抑制RPE细胞的增殖。在机制研究中，我们进一步证实了MITF-6通过直接结合到基因启动子区域调控MSI2(musashi RNA binding protein 2)的转录，而MSI2可以抑制microRNA miR-7的成熟。miR-7是一个可以直接结合到RPE细胞新的功能基因DAPL1（Death associated protein like 1）的3'UTR区域的小分子RNA，调控DAPL1在RPE细胞中的水平。通过本项目研究，我们首先揭示了MITF不同剪切体在RPE细胞增殖调控中的功能作用，并较为详细地阐述了MITF-6/MSI2/miR-7/DAPL1调控轴线抑制RPE细胞增殖的作用机制。其中，DAPL1是一个在本项目中首次被研究报道的RPE细胞功能新基因。本课题的开展加深了对RPE细胞增殖调控的认识，促进了对RPE细胞异常增殖相关视网膜病变致病机制的理解。