一个视网膜黄斑区变性新靶标(MDT17)的发现、致病机理及其外源酶消化治疗的研究

The nondegradable lipofuscin that accumulate in retinal pigment epithelial (RPE) cells with age is a complex fluorescent mixture, and implicated in the pathology of inherited and age-related macular degeneration. Vitamin A aldehyde-derived compounds (bisretinoids) constitute an important part of lipofuscin. Once these pigments are formed, both gene therapy and control of natural retinoid cycle rate by medicine are unable to reverse. Our most recent preliminary experiments found out an unrecognized factor, called as MDT17, from RPE lipofuscin of Abca4-/- mice and human beings. Like other reported bisretinoids, it also has two maximum absorption wavelengths (λmax 345 and 439 nm). The content of this pigment in lipofuscin is believed to be relatively high according to peak areas measured from high-performed liquid chromatograms, indicating that it likely plays an important role in pathogenic mechanisms of macular degeneration, and also is one of key targets guiding the therapy of macular degeneration in the future. Therefore, based on our early work, this study will mainly focus on its identification of molecular structure, in vivo biosynthetic pathway, pathogenesis and therapeutic approach of direct digestion by exogenous enzymes. This topic, by necessity, paves the way for finally curing retinal macular degeneration that is a human stubborn eye disease.

伴随时间积聚在视网膜色素上皮(RPE)细胞的非降解性脂褐质是复杂的荧光混合物，并与遗传性和老年性视网膜黄斑变性的病理机制密切关联。维生素A醛衍生化合物(类视色素二聚体色素)是脂褐质的重要组成部分，一旦形成，基因疗法和药物控制正常类视色素循环速率手段都无法逆转。我们最新的预实验研究发现了Abca4-/-小鼠和人类眼球RPE的脂褐质里一个未知的因子(MDT17)，像其他已报道的类视色素二聚体色素一样，它也具有两个最大吸收波长(λmax 345 and 439 nm)；从高效液相色谱图峰面积推测它在脂褐质中的含量较高，很可能在黄斑变性的发病过程中扮演重要的角色，也是今后治疗视网膜黄斑区病变的关键靶标之一。因此本课题主要在我们前期工作的基础上，拟开展靶标MDT17的分子结构鉴定、体内生物合成通路、致病机理及外源酶直接消化治疗方式的研究，必然会为最终治愈视网膜黄斑变性这一顽疾打开可行性路径。

年龄相关性黄斑变性（AMD）在我国乃至世界上都是一种很常见且严重的眼底视网膜疾病，全球每年约有50万人因其致盲。伴随年龄积聚在视网膜色素上皮（RPE）中的脂褐质与AMD的发生发展密切相关，因此在该基金的资助下，我们围绕这一方向完成了一系列的研究工作：（1）从小鼠眼球及猪、牛、人类RPE中发现了新脂褐质色素iisoA2E，并且阐释了其分子结构及生物学特性，有助于提高对AMD发病机制的认识，发表在《J. Biol. Chem.》上；（2）系统性总结了已报道类视色素衍生物脂褐质色素的分子结构及其体内生源论，可为眼底病学相关领域的研究人员提供一定的指导帮助，发表在《J. Zhejiang Univ.-Sci. B》上；（3）从Abca4-/-Rdh8-/-小鼠眼球及牛、人类RPE组织里发现了脂褐质色素pdA2E，并且阐释了其分子结构及生物学特性，有助于加深理解脂褐质对RPE造成的负担，发表在《Biochem. J.》上；（4）阐释了A2E和atRAL-dimer两种脂褐质色素的有机溶剂效应，能够促进建立每个内源性色素含量检测的合理方法，发表在《J. Zhejiang Univ.-Sci. B》上；（5）成功地优化了脂褐质色素pdA2E的体外仿生合成路线，并且从牛和人的RPE组织里发现了它的异构体isopdA2E，阐释了pdA2E和isopdA2E的体内生物合成通路，发表在《Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.》上；（6）阐释了RPE细胞内过度累积全反式视黄醛能够引起严重的内质网应激，促使RPE细胞线粒体功能障碍，最终造成细胞不可逆性的凋亡，揭示了全反式视黄醛诱导内质网应激是RPE发生变性的主要机制之一，发表在《Toxicol. Sci.》上；（7）报道了A2E能够诱导RPE细胞产生自噬反应，并且首次发现自噬水平提高能够保护RPE细胞，发表于《Cell Death Dis.》上；（8）详尽地回顾及讨论了类维生素A代谢异常诱发的视网膜疾病的药物与基因治疗的研究进展，并且展望了其应用前景，该综述发表在《Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.》上；（9）阐释了全反式视黄醛在视觉循环过程中形成脂褐质色素atRAL-dimer最初是一种保护通路，它是通过降低氧化应激减轻了全反式视黄醛的细胞毒性，该成果发表在毒理学杂志《Toxicology》上。