目的:建立人突变体OPTN(E50K)转基因小鼠模型及细胞模型并进行鉴定,研究OPTN(E50K)突变对CREB-BDNF通路以及mir-9表达的影响在OPTN(E50K)突变致RGCs凋亡中的作用机制。 方法:构建pcDNA3-c-Kit Promoter-OPTN(E50K)质粒,显微注射将转基因片段导入C57小鼠基因组,PCR和DNA dot blot检测目的基因的整合,Western blotting及组织免疫荧光检测CREB蛋白磷酸化水平与OPTN和BDNF蛋白在小鼠视网膜表达情况,利用real-time PCR检测转基因小鼠视网膜BDNF的mRNA以及mir-9的表达水平,利用组织染色检测视网膜退变情况,荧光金逆行标记视网膜RGCs观察其存活情况,利用Tonopen检测小鼠眼压变化情况。体外建立真核表达载体pcDNA3.0-his-OPTNWT与pcDNA3.0-his-OPTNE50K并瞬时转染到RGC-5细胞,real-time PCR检测BDNF的mRNA以及mir-9的表达水平,Western blotting检测CREB蛋白磷酸化水平与OPTN及BDNF蛋白表达情况,FITC Annexin V-PI检测细胞凋亡情况。 结果:经PCR及DNA dot blot鉴定人突变体OPTN(E50K)基因完整整合入C57小鼠基因组,组织免疫荧光及Western blotting显示人OPTN(E50K)蛋白在转基因小鼠视网膜中过量表达。与野生小鼠相比,18月龄转基因小鼠视网膜厚度明显下降(P<0.05),视网膜RGCs数量明显减少(P<0.05),视网膜CREB磷酸化水平下降(P<0.05),BDNF mRNA水平和蛋白表达水平明显下降(P<0.05),mir-9转录水平也检测到明显下降,各月龄转基因小鼠眼压与野生小鼠相比无明显差异(P>0.05)。体外细胞模型上,与转染野生型OPTN基因相比,转染OPTN(E50K)突变基因的RGC-5细胞BDNF mRNA水平和蛋白水平显著下降(P<0.05),mir-9转录水平也检测到明显下降,CREB磷酸化水平下降(P<0.05),凋亡明显增多(P<0.05)。 结论:人突变体OPTN(E50K)转基因小鼠模型建立成功,该小鼠在生长发育过程中眼压保持正常范围,具有正常眼压型青光眼的视网膜变性特征。在转基因小鼠体内和体外细胞模型人突变体OPTN(E50K)均可以诱导视网膜神经节细胞的CREB磷酸化水平下降以及BDNF mRNA以及蛋白的表达下降,并且使RGCs凋亡数量相应增加,推测人突变体OPTN(E50K)可能通过影响miR-9的水平,进而调控REST-CREB-BDNF通路的表达,致使RGCs神经营养缺乏,从而导致RGCs凋亡,为OPTN基因突变导致POAG分子生物学机制提供了新的证据,进一步为青光眼的基因治疗提供了良好的研究基础,为临床治疗青光眼提供新的策略和治疗靶点,并对推进该疾病的研究具有重要意义。 |