视杆-双极细胞通路在视网膜色素变性中突触重塑的触发机制研究

Retinal Pigmentosa（RP）,which mainly rod-pathway disorders causing vision impairment,is the most important blind disease in our country and all the word, and the lesion mechanism is not very clear yet. The present studies showe: the remodeling of neural tissues bigins just after photoreceptors disappear, the whole course of the diseases is the remodeling of retinal tissue repair process mainly.But there are less studies in the PR's early changes. Therefore, we propose that the change of combination of mGluR-TRPM1 is the trigger point in the initial RP, with synaptic remodeling of rod-RB pathway.With optogenetic technique, patch clamp technique, two-photon microscope, confocal fluorescence microscopy, imaging techniques and electroretinogram, immunohistochemical, Weston blot technology to study how retinal degeneration process in starting stage, outstanding bipolar cell remodeling trigger mechanism.With bioinformatics functional modeling, we focus in the initial stage of RP, explore the rod-RB pathway synaptic remodeling,try to find the changes of quantity, location, and function of mGluR-TRPM1 combinations,and research the mechanism of rod-Bipolar cell pathways trigger synaptic remodeling in earlier stage of RP.

视网膜色素变性(RP)是我国及世界范围内最严重的先天性致盲性疾病之一，主要为视杆通路障碍致使视野受损，病变机制尚不十分清楚。目前研究认为：在视网膜感光细胞层受损后机体即启动神经元重塑，重塑晚期形成胶原封闭、异常突触，但初期改变研究较少。我们初步研究结果表明：在变性初期视杆功能下降过程中视杆双极细胞(RB)功能代偿性增加，而视杆及RB通路均由代谢型谷氨酸受体(mGluR)主要介导，TRPM1为其效应器，故我们提出mGluR-TRPM1组合改变是RP初期视杆-RB通路的突触重塑触发点。本课题应用钙成像、光基因、膜片钳、双光子显微镜等神经生物研究领域新技术以及视觉电生理、免疫组织化学、微灌流等传统技术，结合生物信息学功能建模，聚焦在RP起始阶段，探索视杆-RB通路突触重塑触发过程中mGluR-TRPM1组合数量、位置、功能的变化，研究RP中视杆-双极细胞通路突触重塑的触发机制。

视网膜色素变性(RP)是我国及世界范围内最严重的先天性致盲性疾病之一，主要为视杆通路障碍致使视野受损，病变机制尚不十分清楚。目前研究认为：在视网膜感光细胞层受损后机体即启动神经元重塑，重塑晚期形成胶原封闭、异常突触，但初期改变研究较少。本团队主要从组织水平、通道水平、细胞水平及突触、基因水平，应用免疫组织化学、视觉电生理（ERG）、活体视网膜组织膜片钳、视网膜急性分离膜片钳、AVV-eGFP转染活体视网膜神经元钙成像双光子显微镜观察、cut-loading染料加载突触扩散等技术，围绕视网膜变性（RP）初期突触重塑触发机制进行深入研究。我们的研究结果显示：①在视网膜色素变性初期，二级神经元通过提高突触传递效能来代偿一级神经元功能的下降，随病程进展，超过其代偿范围后导致功能性失代偿。②RP变性大鼠病程早期谷氨酸（Glu）能够大量进入视锥双极（cone BC）/水平细胞（HC）细胞中，导致Glu毒性作用，此作用可能对中后期RP疾病的发展起到推动效果；③RCS大鼠变性视网膜傍晚及褪黑素通过结合水平细胞或无长突细胞的褪黑素一型受体（MT1）导致多巴胺释放减少，进而减少在感光细胞结合，通过调控cAMP通路使得缝隙连接的耦合增加。缝隙连接的耦合增加提高视网膜光敏感性，加速了感光细胞凋亡。通过本课题实施，我们提出视网膜色素变性初期的神经元突触重塑是二级神经元代偿-失代偿的过程；首先发现缝隙连接的耦合增加提高RP早期视网膜光敏感性，加速了感光细胞凋亡这一RP致病途径。