Integrinαvβ5吞噬路径在移植嗅鞘细胞治疗视网膜色素变性的作用机制研究

Retinitis pigmentosa (RP) is a group of genetic disorders in which a progressive loss of vision is caused by dysfunction of photoreceptor and retinal pigment cells. Currently, there is no real treatment for RP. Cell transplantation offers a novel therapeutic approach. Our previous research found that olfactory ensheathing cells (OECs) could ingest photoreceptor outer segments (POS) and alleviate neuronal degeneration and apoptosis after transplantation into subretinal space of RCS rats. But the mechanism is still unclear. Our hypothesis is that POS phagocytosis by OECs were a specific progress and Integrinαvβ5 related signal process played an important role. Integrinαvβ5 gene expression will be blocked by RNAi technology. The changes of POS phagocytosis by OECs and protein and RNA expression of MFG-E8, FAK, Mertk and CathepsinD will be tested to analyze the regulation mechanism and key molecules. We will further investigate the role of Integrinαvβ5 on phagocytosis of OECs and clarify the mechanism of OECs’ protection role on retinal photoreceptor cells. The project will be helpful to provide theory basis for OECs transplantation in the treatment of retinitis pigmentosa.

视网膜色素变性是一组以感光细胞或视网膜色素上皮功能异常为表现的遗传性致盲性眼病，目前临床上尚无有效的治疗方法。细胞移植治疗具有良好的应用前景。本课题组前期研究发现，嗅鞘细胞（OECs）移植入RCS大鼠视网膜下腔后，可以吞噬感光细胞外节（POS）、延缓RCS大鼠视网膜感光神经元的变性和凋亡，然而机制尚不清楚。本项目在前期工作基础上，提出“OECs对POS的吞噬属于受体介导的特异性吞噬过程，而Integrinαvβ5介导的吞噬通路是其吞噬过程中最重要的信号通路”的假说。应用RNAi技术抑制嗅鞘细胞Integrinαvβ5基因表达，比较基因下调后OECs吞噬POS的变化， 检测MFG-E8、FAK、Mertk、CathepsinD在蛋白及RNA水平表达量的变化，探讨Integrinαvβ5在OECs吞噬过程中的作用，明确嗅鞘细胞保护感光细胞的机制，为嗅鞘细胞移植治疗视网膜色素变性的应用提供理论依据。

近年来嗅鞘细胞移植治疗神经损伤和神经系统退行性疾病是医学领域乃至整个生命科学领域的研究热点。嗅鞘细胞移植可以促进中枢神经系统损伤的修复，然而其机制尚不明确。我们的研究中发现，嗅鞘细胞在吞噬神经元碎片的过程中分泌抗炎症因子TGF-β1。而TGF-β1通过调节integrin/MFG-E8信号通路促进嗅鞘细胞的吞噬能理，并且可促进嗅鞘细胞向扁平形态变化，增大细胞面积，从而可能增强了嗅鞘细胞的吞噬能力。嗅鞘细胞对神经元碎片的清除促进了神经元的存活和生长，TGF-β1则促进了嗅鞘细胞清除神经元碎片和促神经元存活的能力。我们在研究中发现，嗅鞘细胞在结构上分为两种不同的亚群，突起形和扁平形，这两种形态可以互相转化，并具备不同的功能特点。通过改变嗅鞘细胞的培养环境，以LPS模拟促炎症条件，以IL-4和TGF-β1模拟抗炎症条件，发现形态的改变是部分可逆的，而ROCK/F-actin信号通路参与了这一过程。在LPS介导的促炎症条件下，嗅鞘细胞呈突起形，具有更快的移动速度，并能显著促进神经突起的生长和延伸。而ROCK抑制剂Y27632能够介导嗅鞘细胞形态变化，使其具备更强的促神经突起生长能力。本研究说明了TGF-β1在促进嗅鞘细胞吞噬功能的作用和机制，以及嗅鞘细胞的形态和功能转化的相关性及其分子机制，为更深入研究嗅鞘细胞的促神经元存活和神经元突起生长的作用机制，以及其在神经系统损伤和神经退行性疾病的治疗应用奠定了基础。