Schlemm管内皮细胞eNOS信号通路调控青光眼房水动力学机制的实验研究

Glaucoma is one of the most common causes of blindness in the world. Intraocular pressure is mainly generated by the conventional aqueous humour pathway, however, very few drugs target this pathway and therefore the development of these drugs is very important. An NO-donating drug conjugated to latanoprost (PF-207) has recently been developed and tested for clinical use. However, in phase I and II trials, PF-207 did not show signi?cant improvement over latanoprost alone in POAG and ocular hypertensive patients. This inclined us to go back to the laboratory and focus our research on Schlemm's canal (SC) endothelium where most of the flow resistance resided. The applicant has built several systems to monitor and measure aqueous humour dynamics in vitro and ex vivo (IOVS,2010,2011). The applicant's earlier work suggested that eNOS has a mechanoregulatory role in aqueous humor dynamics, with eNOS induction at elevated IOPs leading to increased pressure-dependent out?ow (IOVS,2011). Based on previous works, this project will further study the relationship between eNOS expression in SC endothelial cells and glaucoma, and how eNOS of SC endothelial cells regulate of aqueous humour dynamics.

青光眼是临床最常见的致盲性眼病之一，房水动力学失调及高眼内压为其主要发病机制。眼内压产生的主要部位是房水外流传统通路，然而目前针对该通路降眼压的药物极少。研发以该通路为靶点的降眼压方法对青光眼治疗有重大的意义。释放一氧化氮的新型拉坦前列腺素PF-207已进入临床二期，然而临床实验并未证实其在青光眼治疗方面的优势。这引导我们从临床回到实验室，并将下一步的研究聚焦在产生房水外流阻力的重要部位- - Schlemm管内壁。申请人前期工作已建立了一系列房水动力学监控和测量系统，并研究发现眼压和剪应力可调节一氧化氮合酶eNOS的表达水平（IOVS,2010,2011）。在此基础上，本课题拟以Schlemm 管内皮细胞为靶点，从基因，蛋白表达，功能三个方面，通过细胞生物学，房水动力学以及药理学实验，研究该关键细胞上eNOS及其信号通路分子对房水动力学的调控作用及机制，为改进青光眼药物提供新的实验依据。

青光眼是临床最常见的致盲性眼病之一，房水动力学失调及高眼内压为其主要发病机制。眼内压产生的主要部位是房水外流传统通路，然而目前针对该通路降眼压的药物极少。研发以该通路为靶点的降眼压方法对青光眼治疗有重大的意义。释放一氧化氮的新型拉坦前列腺素PF-207已进入临床二期，然而临床实验并未证实其在青光眼治疗方面的优势。这引导我们从临床回到实验室，并将下一步的研究聚焦在产生房水外流阻力的重要部位- - Schlemm管内壁。申请人前期工作已建立了一系列房水动力学监控和测量系统，并研究发现眼压和剪应力可调节一氧化氮合酶eNOS的表达水平（IOVS,2010,2011）。在此基础上，本课题拟以Schlemm 管内皮细胞为靶点，从基因，蛋白表达，功能三个方面，通过细胞生物学，房水动力学以及药理学实验，研究该关键细胞上eNOS及其信号通路分子对房水动力学的调控作用及机制，为改进青光眼药物提供新的实验依据。.主要研究内容包括：第一，通过细胞实验研究eNOS和CAV1对正常及老化Schlemm管内皮细胞单层房水动力学参数的影响。第二，进一步用动物模型探索eNOS和CAV1对房水动力学的调控作用及机制。利用eNOS和CAV1单/双基因敲除小鼠，用动物体内灌注方法，在一系列恒压条件（8 mmHg - 35mmHg）下灌注鼠眼，测量房水动力学指标以及eNOS与CAV1的基因和蛋白表达水平，并在各组之间进行对比。第三，针对eNOS信号通路,开展药理学实验。第四，通过药理学实验进一步阐明在关键基因eNOS或/和CAV1基因缺失条件下，一氧化氮供体调节房水动力学的机制。.本课题阐明了eNOS及CAV1调控Schlemm管内皮细胞通透性以及房水动力学的作用和机制。具体包括阐明了Schlemm管细胞具有机械传感性，细胞老化可能通过降低细胞机械传感性打破眼压的稳态平衡；阐明了eNOS在介导Schlemm管内皮细胞机械传感性中的重要作用；阐明了NOS3基因调控房水力学的作用及机制；阐明了eNOS的效应蛋白CAV1调控房水动力学的作用及机制；阐明了NOS3和CAV1相互作用共同调控眼压的机制。