“眼睛是心靈的窗戶”,這道窗戶如何向我們展示色彩斑斕的世界呢?答案就在視網(wǎng)膜上的數(shù)百萬個視錐細(xì)胞中。人類視網(wǎng)膜有三種不同類型的視錐細(xì)胞,它們分別對不同波長的光敏感。這些視錐細(xì)胞對強光和顏色具有高度的分辨能力,負(fù)責(zé)在光線充足的環(huán)境中將接收到的特定光能轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動,并向大腦傳遞色彩和細(xì)節(jié)的視覺信號。當(dāng)這三種視錐細(xì)胞的視覺信號合成后,就形成了我們看到的五彩斑斕的世界。然而,今天的主角——NR2E3基因突變會擾亂正常的光感過程,使視網(wǎng)膜增加對藍(lán)光敏感性,導(dǎo)致以兒童期夜盲為主要特征的藍(lán)錐細(xì)胞增強綜合征(ESCS)。
視錐-視桿細(xì)胞在視覺信號傳遞中的地位[1]
NR2E3的基本作用
NR2E3蛋白,也被稱為視網(wǎng)膜特異性核受體(PNR),是視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞的孤兒核受體。作為一種配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子,NR2E3參與調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和成人細(xì)胞正常功能的信號傳導(dǎo)途徑。NR2E3在視網(wǎng)膜桿狀細(xì)胞的發(fā)育中起到激活作用,而在錐狀細(xì)胞的發(fā)育中則起到抑制作用。它能夠結(jié)合多種桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞特異性基因的啟動子區(qū)域,增強視桿細(xì)胞中視紫紅質(zhì)的表達(dá),并抑制錐狀細(xì)胞中M-視蛋白和S-視蛋白的表達(dá)[2]。視網(wǎng)膜內(nèi)存在的L-視錐細(xì)胞、M-視錐細(xì)胞和S-視錐細(xì)胞也被稱為“紅色視錐細(xì)胞”、“綠色視錐細(xì)胞”和“藍(lán)色視錐細(xì)胞”,但這并不意味著它們只能識別特定的顏色。實際上,這表示它們能識別波長的大致范圍,即長波長(L)、中波長(M)和短波長(S)。
NR2E3突變導(dǎo)致視錐細(xì)胞失衡
NR2E3蛋白在DNA結(jié)合域(DBDs)和配體結(jié)合域(LBDs)的突變會導(dǎo)致視蛋白在S-視錐細(xì)胞中的過表達(dá),這會增強S-視錐細(xì)胞活躍度并降低L-視錐細(xì)胞和M-視錐細(xì)胞活躍度。這種視錐細(xì)胞活動的失衡增加了患者對藍(lán)光的敏感性[2]。
在藍(lán)錐細(xì)胞增強綜合征(ESCS)患者中,S-視錐細(xì)胞數(shù)量比正常情況下多,而L-視錐細(xì)胞和M-視錐細(xì)胞則出現(xiàn)退化;颊叩陌Y狀包括兒童期夜盲、屈光性調(diào)節(jié)性內(nèi)斜視、眼球震顫、視力下降、白天盲和視網(wǎng)膜病變。大部分患者的視網(wǎng)膜會出現(xiàn)沿血管弓形區(qū)的錢幣狀色素變化和后極部的黃白色視網(wǎng)膜下病變,可能會進展為更典型的色素性病變[3]。
視網(wǎng)膜疾病是一類對視力功能損傷極大的疾病,其發(fā)病機制復(fù)雜,是導(dǎo)致人類視力嚴(yán)重喪失的主要原因,因此,相關(guān)藥物和療法的研發(fā)十分迫切。賽業(yè)生物開發(fā)了多款疾病和人源化小鼠模型,以助力研究該領(lǐng)域的研究。Nr2e3 KO小鼠(產(chǎn)品編號:C001425)是我們最新推出的視網(wǎng)膜色素變性(RP)家族模型,可用于研究與NR2E3相關(guān)的藍(lán)錐細(xì)胞增強綜合征(ESCS)。以下是該模型的表型信息。
Nr2e3 KO小鼠眼部存在明顯黃白色視網(wǎng)膜下斑點病變
光學(xué)相干斷層掃描(OCT)和眼底鏡(Fundus)檢測的結(jié)果顯示,與野生型小鼠相比,Nr2e3 KO純合小鼠眼部存在明顯的黃白色視網(wǎng)膜下斑點病變,這與人類患者的視網(wǎng)膜表型相似。
Nr2e3 KO小鼠視網(wǎng)膜光感知功能出現(xiàn)障礙
視網(wǎng)膜電圖(ERG)檢測結(jié)果顯示,與野生型小鼠相比,Nr2e3 KO純合小鼠在暗適應(yīng)(Scotopic)ERG中的a波振幅明顯降低,這表明其存在眼部光感功能障礙。
總 結(jié)
Nr2e3 KO小鼠(產(chǎn)品編號:C001425)視網(wǎng)膜存在明顯的黃白色病理性斑塊且暗適應(yīng)ERG的a波形振幅降低,表明該模型存在視網(wǎng)膜色素變性和光感受器功能的障礙。因此,Nr2e3 KO小鼠可用于藍(lán)錐細(xì)胞增強綜合征(ESCS)和視網(wǎng)膜色素變性(RP)等視網(wǎng)膜疾病的研究。
NR2E3基因在視網(wǎng)膜中的作用不局限于調(diào)控感光細(xì)胞的發(fā)育和維持,還在神經(jīng)保護、感光細(xì)胞功能、細(xì)胞凋亡、免疫反應(yīng)和細(xì)胞存活等過程起重要作用。Ocugen已經(jīng)成功開發(fā)出基于AAV載體的NR2E3基因療法,并在臨床試驗中取得了積極的效果[5]。在臨床前研究中,Ocugen使用了Rd1小鼠(Pde6b缺失)、Rho KO&Rho P23H小鼠(Rho缺失)、Rd16小鼠(Cep290突變)和Rd7小鼠(Nr2e3突變)等多種視網(wǎng)膜色素變性(RP)小鼠模型。數(shù)據(jù)顯示,在治療后,以上所有小鼠模型的臨床、組織學(xué)和分子疾病表型都得到改善[6-7]。
這些結(jié)果表明,NR2E3基因治療可能是一種廣譜療法,可以治療由不同基因突變引起的視網(wǎng)膜色素變性(RP)。此外,賽業(yè)生物眼科研究平臺能夠提供與所有這些基因相關(guān)的視網(wǎng)膜色素變性(RP)研究模型,并能提供完整的眼科CRO全流程服務(wù)。