摘要:视网膜色素变性(Retinitis pigmentosa, RP)是一种以光感受器功能障碍和死亡为主要特征的遗传性视网膜疾病[1]。RP早期症状为夜盲,随着病情发展视力逐渐丧失直至完全失明。RP可以简单理解为视杆细胞进行性死亡,首先累及视杆细胞影响夜间视力,最
撰文:邱瑞琪 雷博
视网膜色素变性(Retinitis pigmentosa, RP)是一种以光感受器功能障碍和死亡为主要特征的遗传性视网膜疾病[1]。RP早期症状为夜盲,随着病情发展视力逐渐丧失直至完全失明。RP可以简单理解为视杆细胞进行性死亡,首先累及视杆细胞影响夜间视力,最终累及视锥细胞集中的中心视网膜 [2]。在常染色体隐性遗传RP患者中,5-8%的患者存在编码视杆细胞特异性环状鸟苷单磷酸(cyclic guanosine monophosphate, cGMP)磷酸二酯酶6β亚基(phosphodiesterase 6β subunits, PDE6β)的基因缺陷[3]。AAV是一种安全有效的基因运载工具,其介导的基因治疗已成为遗传性视网膜疾病的治疗的主流方向。动物实验证实AAV介导的PDE6B治疗能显著改善视网膜的结构与功能[4, 5],然而AAV-PDE6B载体发挥治疗作用的具体分子机制以及分子水平上的变化尚不明确。
近期,河南省人民医院雷博团队在《中国神经再生研究(英文)》(Neural Regeneration Research)上发表了题为“AAV2-PDE6B restores retinal structure and function in the retinal degeneration 10 mouse model of retinitis pigmentosa by promoting phototransduction and inhibiting apoptosis”的文章。研究发现AAV2-PDE6B能显著改善rd10小鼠视网膜外核层结构和视网膜电生理功能。进一步证实AAV2-PDE6B不仅纠正了PDE6β蛋白的缺失及Rho等光传导蛋白的表达失调,改善了光传导及视觉光传导通路,而且纠正了细胞内钙离子稳态失衡,抑制了ERK1/2通路介导的光感受器细胞凋亡。探索AAV2-PDE6B的起效机制可为进一步提高疗效提供新思路。邱瑞琪和杨名珠为本文的共同第一作者,雷博教授为本文的通讯作者。
Rd10小鼠视网膜中光传导受损,光感受器细胞进行性死亡[6]。因此,研究首先借助蛋白质组学技术分析rd10小鼠视网膜中异常表达的蛋白并进行功能富集分析。结果显示rd10小鼠视网膜中光传导通路、视觉感知及细胞内钙离子稳态等通路异常。AAV2-PDE6B注射后,rd10小鼠视网膜中光传导和视觉光传导通路显著改善,且细胞内钙离子稳态相关蛋白表达水平恢复(图1)。提示AAV2-PDE6B能够增强rd10小鼠视网膜光传导、纠正细胞内钙离子稳态失衡,进而抑制钙离子介导的细胞凋亡。分子生物学验证发现,AAV2-PDE6B显著增加Bcl-2/Bax的比值,抑制ERK1/2通路激活(图2)。
图1 功能富集分析显示AAV2-PDE6B可改善rd10小鼠视网膜内光传导及视觉感知
图2 AAV2-PDE6B可纠正rd10小鼠视网膜内光传导相关蛋白表达,抑制ERK1/2通路激活
综上,AAV2-PDE6B通过纠正PDE6β、Rho等光传导蛋白的表达失调,纠正细胞内钙离子稳态失衡,并抑制ERK1/2通路介导的光感受器细胞凋亡,促进光传导及视觉光传导,改善了rd10小鼠视网膜外核层结构和视网膜电生理功能。然而该研究也存在一定局限性。鉴于rd10小鼠视网膜光感受器细胞的死亡起始于15天龄,本研究选取7天龄的rd10小鼠进行视网膜下注射。未来的研究可选取更早的注射时间点,以进一步探究其早期治疗的效果。此外,视网膜由多种细胞组成,结构复杂。空间蛋白质组学能实现更准确的蛋白质定量与定位。未来希望可以借助蛋白质组学对AAV2-PDE6B的治疗机制有更全面更深入的认识。
参考文献:
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文章来源:Qiu R, Yang M, Jin X, Liu J, Wang W, Zhang X, Han J, Lei B (2025) AAV2-PDE6B restores retinal structure and function in the retinal degeneration 10 mouse model of retinitis pigmentosa by promoting phototransduction and inhibiting apoptosis. Neural Regen Res 20(8):2408-2419.
来源:中国神经再生研究杂志