视网膜小胶质细胞在小鼠视网膜色素变性模型中的作用的研究
发布时间：2020-12-09 12:07
研究背景小胶质细胞（Microglial cells,MGCs）具有维持组织稳定的功能;在中枢神经系统疾病和视网膜退行性变（如青光眼、糖尿病眼病和老年黄斑变性）,最新的研究结果证明了活化的小胶质细胞参与了疾病的进展。作为中枢神经系统和视网膜的免疫细胞,视网膜小胶质细胞对视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa,RP）的作用目前仍不清楚。在本次研究中,我们将探讨视网膜小胶质细胞在视网膜色素变性发生发展中的作用,为视网膜色素变性的预防和诊治提供新的策略。研究目的1.探究视网膜小胶质细胞在由不同基因突变造成的视网膜色素变性模型中的密度、分布和激活状态。2.在利用Cre-LoxP-STOP系统建立的新的视网膜色素变性小鼠模型种,探究视网膜小胶质细胞在病程进展中的密度、分布和激活状态随时间变化的情况。3.使用Cre-LoxP-STOP系统在视网膜色素变性的早、中、晚期进行基因治疗,以探究基因治疗对疾病病程的影响,以及对视网膜小胶质细胞的密度、分布和激活状况的改变。研究方法和结果在第一部分实验中,我们使用了Pde6αD670G/D670G和Pde6β...
【文章来源】：天津医科大学天津市 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1.1Pde6αQ569K/Q569K患者的眼底红外成像、自发荧光成像和视网膜断层扫描成像
图 1.2.1.2 Pde6βV778M/V778M患者的眼底红外成像、自发荧光成像和视网膜断层扫描成像。1.2.2 患者 PDE6 的 3D 蛋白质结构分析，显示 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M患者的突变造成的蛋白质结构变化均出现在 PDE6 蛋白 α 和 β 亚基的催化基团。PDE6α（蓝色）和 PDE6β（绿色）亚基均由 N 端的 GAF1，GAF2 和催化区（CAT，catalytic domain）组成。N 端的 GAF1，GAF2 主要负责与环磷酸腺苷（cGMP）结合。而催化区主要负责将结合上的环磷酸腺苷水解，从而降低环磷酸腺苷的浓度，使环磷酸腺苷门控离子通道（CAG，cGMPgatedionchannel）关闭，引起细胞的超级化（hyperpolarization）。从 PDE6 的 3D 蛋白重建图中，我们可以发现，两个视网膜色素变性患者 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M的基因突变造成的蛋白结构的变化均位于 PDE6 的催化基团。该突变造成了环磷酸腺苷的水解速率降低或失效，使细胞中堆积大量的 cGMP，导致 CNG 通道一直处于开启状态，造成了视杆细胞的死亡。
图 1.2.2PDE63D 结构重建，以及 Q569 和 V778 在 PDE6 的位置。（A）PDEα 亚基的结构（蓝色显示），以及 Q569 在 PDE6α 的位置展示。（B）图 A 的结的放大，显示 Q569 的位置在催化区（CAT, catalytic domain）的 α 螺旋上。（PDE6 中 β 亚基的结构（绿色显示），以及 V778 在 PDE6β 的位置展示。（D）C 的结构的放大，显示 V778 的位置在催化区的 α 螺旋上。1.2.3 两种小鼠模型与两位患者的 PDE6 的蛋白质的同源性和突变位点的比较为了可以更好的进行下一步研究，我们选择了两种与 Pde6 相关的突变的鼠模型，分别为：Pde6αD670G/D670G和 Pde6βH620Q/H620Q。对 PDE6α 和 PDE6β 在和小鼠之间的同源性检测（附录 图 S1.2.3.1 和图 S1.2.3.2），我们发现其重合（Identities）分别为 95%、93%。而我们在进行 3D 蛋白结构重构时，系统绘出PDE6α 蛋白质结构在鼠和人中是一致的。同样的，PDE6β 在人和小鼠中的 3D构预测也是一样的。如图 1.2.3.1 所示，在小鼠模型 Pde6αD670G/D670G中，其基突变位点位于 Pde6α 的 16 外显子，造成了 PDE6α 中第 670 号的天冬氨酸（1.2.3.1B,红色球状氨基酸结构）变为甘氨酸，且该氨基酸位于 PDE6 的 α 亚基
本文编号：2906838
【文章来源】：天津医科大学天津市 211工程院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1.1Pde6αQ569K/Q569K患者的眼底红外成像、自发荧光成像和视网膜断层扫描成像
图 1.2.1.2 Pde6βV778M/V778M患者的眼底红外成像、自发荧光成像和视网膜断层扫描成像。1.2.2 患者 PDE6 的 3D 蛋白质结构分析，显示 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M患者的突变造成的蛋白质结构变化均出现在 PDE6 蛋白 α 和 β 亚基的催化基团。PDE6α（蓝色）和 PDE6β（绿色）亚基均由 N 端的 GAF1，GAF2 和催化区（CAT，catalytic domain）组成。N 端的 GAF1，GAF2 主要负责与环磷酸腺苷（cGMP）结合。而催化区主要负责将结合上的环磷酸腺苷水解，从而降低环磷酸腺苷的浓度，使环磷酸腺苷门控离子通道（CAG，cGMPgatedionchannel）关闭，引起细胞的超级化（hyperpolarization）。从 PDE6 的 3D 蛋白重建图中，我们可以发现，两个视网膜色素变性患者 Pde6αQ569K/Q569K和 Pde6βV778M/V778M的基因突变造成的蛋白结构的变化均位于 PDE6 的催化基团。该突变造成了环磷酸腺苷的水解速率降低或失效，使细胞中堆积大量的 cGMP，导致 CNG 通道一直处于开启状态，造成了视杆细胞的死亡。
图 1.2.2PDE63D 结构重建，以及 Q569 和 V778 在 PDE6 的位置。（A）PDEα 亚基的结构（蓝色显示），以及 Q569 在 PDE6α 的位置展示。（B）图 A 的结的放大，显示 Q569 的位置在催化区（CAT, catalytic domain）的 α 螺旋上。（PDE6 中 β 亚基的结构（绿色显示），以及 V778 在 PDE6β 的位置展示。（D）C 的结构的放大，显示 V778 的位置在催化区的 α 螺旋上。1.2.3 两种小鼠模型与两位患者的 PDE6 的蛋白质的同源性和突变位点的比较为了可以更好的进行下一步研究，我们选择了两种与 Pde6 相关的突变的鼠模型，分别为：Pde6αD670G/D670G和 Pde6βH620Q/H620Q。对 PDE6α 和 PDE6β 在和小鼠之间的同源性检测（附录 图 S1.2.3.1 和图 S1.2.3.2），我们发现其重合（Identities）分别为 95%、93%。而我们在进行 3D 蛋白结构重构时，系统绘出PDE6α 蛋白质结构在鼠和人中是一致的。同样的，PDE6β 在人和小鼠中的 3D构预测也是一样的。如图 1.2.3.1 所示，在小鼠模型 Pde6αD670G/D670G中，其基突变位点位于 Pde6α 的 16 外显子，造成了 PDE6α 中第 670 号的天冬氨酸（1.2.3.1B,红色球状氨基酸结构）变为甘氨酸，且该氨基酸位于 PDE6 的 α 亚基
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