视网膜电耦联在小鼠形觉剥夺性近视发生发展中的作用

Myopia is a significant social health problem, however, the mechanism underlying myopia is unclear. The visual stimuli which induce myopia is perceived by retina firstly. The function of retina gap junction are diverse which including the detection of contrast, edge and timing of stimuli, and regulated by illumination, circadian rhythms and transmitters like dopamine and NO. All these factors mentioned above are involved in refraction development. Recently, our preliminary experiment in guinea pigs shows that the subconjunctival injection of retina gap junction blocker MFA inhibits the elongation of vitreous chamber and ocular axial elongation during form deprivation, indicating that retina gap junction may play an important role in myopia. In this study, we will explore the changes in expression and phosphorylation of several important retina connexins, as well as the extent of retina gap junction coupling at different layer during refraction development and form deprivation myopia in mice; then we will observe the effect of gap junction blocker on refraction development and form deprivation myopia to clear the effect of retina gap junction on refraction, to improve our understanding in how visual signal transmission affect refraction.

近视已成为重大的社会卫生问题，但近视的发病机制目前尚不清楚。视网膜是首先感知近视视觉信号的器官，视网膜电耦联在视觉信号传递中具有感知对比度，识别边缘、传递时间信号等功能，并受到光照、昼夜节律、多巴胺系统等神经递质的调节关系，而这些因素正是影响屈光最重要的视觉信号和因子。最近我们预实验发现视网膜缝隙连接阻断剂MFA明显抑制了形觉剥夺性近视（FDM）导致的玻璃体腔和眼轴延长，因此视网膜电耦联很可能在近视的发病机制中起到了重要的作用。本研究拟首先探讨视网膜几种主要的连接蛋白的表达及其磷酸化水平、视网膜缝隙连接耦联范围在形觉剥夺过程中的改变；然后再利用视网膜电耦联阻断剂观察其对小鼠屈光发育以及形觉剥夺性近视的影响，从而确定视网膜电耦联在FDM的发生发展中所起的作用，从而为导致近视的视觉信号如何影响视网膜神经通路，及其在近视的发生发展中发挥的作用提供新的理论依据。

近视是一种全球性高发疾病，我国是世界上近视患病率最高的国家之一，近视是导致生活视力低下的首要因素，但目前对近视发生发展的机制仍不甚了解，导致至今尚未找到真正意义上阻止近视发生发展的方法。探讨近视发生发展机制和恢复的关键在于阐明异常的视觉信号输入如何被视网膜所感知并产生相应的生理病理改变。视网膜的信号传递主要通过化学突触和电耦联完成。视网膜通过缝隙连接（gap junction）形成电耦联。视网膜电耦联通过缝隙连接，参与了纵向和横向的视网膜信号传递，在视觉信号传导中起到了信号传递和调节作用。导致近视的视觉环境因素参与视网膜电耦联的调控，近视形成和视网膜电耦联的生化调控机制一致，提示视网膜电耦联可能在近视发生发展中发挥作用。因此，本研究首先拟探讨视网膜几种主要的连接蛋白的表达及其磷酸化水平在形觉剥夺过程中的改变，并通过cut-loading技术探讨视网膜缝隙连接耦联范围的改变，确定视网膜电耦联在形觉剥夺性近视的发生发展中所起的作用；然后通过结膜下注射视网膜电耦联阻断剂观察其对豚鼠屈光发育以及形觉剥夺性近视的影响。通过上述研究我们发现：1）在形觉剥夺的过程中，视网膜Cx36和Cx57缝隙连接蛋白的mRNA表达增加，而且两者的改变在时间上具有差异性，Cx57 mRNA在形觉剥夺剥夺早期增加，而Cx36 mRNA主要在后期增加，提示它们在近视的触发阶段和进展阶段可能发挥了不同的作用。2）豚鼠形觉剥夺眼表达Cx57的水平细胞的缝隙连接耦联系数较对侧眼及正常对照眼均显著上调，提示形觉剥夺时的水平细胞间电耦联增加。3）阻断视网膜缝隙连接诱导正常视觉环境下豚鼠出现近视，同时伴有Cx36磷酸化水平下调，并促进其形觉剥夺性近视的发生。这些结果明确了视网膜缝隙连接蛋白的表达和功能，包括水平细胞间的电耦联和无长突细胞/双极细胞间的电耦联，均参与屈光发育的调控。