VIP及受体VIPR2在小鼠正常屈光发育及形觉剥夺近视中的作用研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tomotar
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本文对VIP及受体VIPR2在小鼠正常屈光发育及形觉剥夺近视中的作用进行了研究。本研究分为三个部分:  第一部分 VIP和VIPR2与近视的相关性验证研究。  目的:通过对形觉剥夺性近视小鼠视网膜进行转录组测序,发现一个差异基因-血管活性肠肽(VIP)可能与近视有关,另外通过Meta关联分析在中国人群中发现VIP的受体-VIPR2可能为高度近视的易感基因。本研究部分将进一步明确VIP及受体VIPR2在眼球中的表达分布以及在近视进展中发挥作用的时间点和可能的作用部位。并进一步通过病例-对照关联分析验证 VIP受体(VIPR1、VIPR2)是否为病理性近视的易感基因。  方法:将21日龄C57BL/6J小鼠随机分组后进行短期(1d、2d)和中长期(1W、2W和4W)剥夺处理。3周龄 C57BL/6J小鼠正常小鼠眼球取材,逆转录 PCR(RT-PCR)检测VIP和VIPR2在小鼠眼各组织表达;小鼠形觉剥夺处理完成后取视网膜和巩膜,实时荧光定量PCR(quantitative Real-Time PCR, qRT-PCR)检测视网膜和巩膜中VIP和VIPR2 mRNA表达水平变化;通过病例-对照关联分析,检测VIPR1、VIPR2的SNPs是否与病理性近视相关。  结果:RT-PCR检测发现VIP在小鼠视网膜中高表达,在脉络膜及RPE、角膜和巩膜也有表达,而在虹膜和晶状体未见表达;VIPR2在所取的眼球各组织均广泛表达。短期形觉剥夺(1d、2d),剥夺眼相比对侧眼和正常对照眼,视网膜中VIP mRNA表达水平显著下调(FD-1d,P<0.05; FD-2d,P<0.001);而剥夺眼视网膜VIPR2 mRNA水平表达相比对侧眼和正常对照眼均明显增加(P<0.05)。在中长期形觉剥夺(1W、2W、4W)时,剥夺眼相比对侧眼和正常对照眼视网膜中VIP、VIPR2表达水平均无统计学差异。无论短期还是中长期剥夺,巩膜中VIP、VIPR2在各眼中的表达变化均无统计学差异。对VIPR1、VIPR2进行关联分析和独立重复样本验证, Meta分析发现 VIPR2基因 SNP( rs6979985)具显著性差异(P=5.64×10-8),未发现VIPR1上的SNP有统计学差异。  结论:VIP和VIPR2在小鼠眼组织均有表达,VIPR2表达更为广泛。VIP和VIPR2在形觉剥夺早期明显变化,表明VIP和VIPR2可能参与而且是在早期参与近视的调控,由于巩膜中的VIP和VIPR2均未发现变化,推测可能是视网膜而不是巩膜中的VIP参与并通过VIPR2参与近视调控进程。通过关联分析明确VIPR2基因 SNP(rs6979985)与病理性近视相关,表明 VIPR2可能为病理性近视的一个易感基因,而VIPR1可能不是病理性近视的一个易感基因。  第二部分:动物药理学实验明确VIPR2是否影响近视形成。  目的:第一部分初步明确VIP和VIPR2与近视有关,但两者之间因果关系并未明确。本部分研究将通过药理学实验(VIPR2拮抗剂和激动剂)明确VIPR2功能异常是否影响正常屈光发育和形觉剥夺性近视的进展,初步阐明VIPR2在正常屈光发育和FDM中的作用。  方法:将21日龄的C57BL/6J小鼠随机实验组和溶剂对照组。正常屈光发育实验分成VIPR2拮抗剂组(PG99-465, n=21)和溶剂组(DMSO, n=18),PG99-465按3 mg/kg·d剂量腹腔注射给药4周;形觉剥夺实验分成形觉剥夺+VIPR2激动剂组(Ro25-1553, n=17)和形觉剥夺+溶剂组(DMSO, n=22),Ro25-1553按0.3 mg/kg·d剂量腹腔注射给药4周。实验结束后检测屈光和眼轴等生物学参数。结果:VIPR2拮抗剂(PG99-465)注射2周和4周后,PG99-465给药组相对溶剂组(DMSO)明显向近视漂移,2周平均漂移约-3.75 D(P<0.01),4周约-4.77 D(P<0.01)。玻璃体腔深度相对变长,但只在给药4周时左眼具统计学差异(P<0.05);前房深度相对变短,在给药2周时左眼,给药4周时左右眼具有统计学差异(P<0.001);而眼轴却相对略有变短趋势,给药2周左眼具统计学差异(P<0.05),其它生物学参数无显著性差异。形觉剥夺+VIPR2激动剂(Ro25-1553)给药4周后发现Ro25-1553与溶剂组比较可明显抑制FDM进展(-1.77 D,P<0.05),形觉剥夺后剥夺眼相比对侧眼,玻璃体腔和眼轴等发生相应的延长(玻璃体腔P<0.001;眼轴P<0.05)。  结论:注射VIPR2拮抗剂PG99-465)可诱导出相对性近视,而给予VIPR2激动剂(Ro25-1553)可抑制形觉剥夺性近视(FDM)的形成,表明VIPR2参与并影响正常屈光发育和FDM的形成。  第三部分:VIPR2基因全身敲除小鼠对屈光发育的影响。  目的:由于药理学实验药物存在特异性不足,进一步利用VIPR2基因敲除小鼠,明确VIPR2是否为近视形成的原因,并初步探讨其分子致病机制。  方法:利用CRISPR-Cas9技术,构建VIPR2全身基因敲除小鼠,在4周、5周、6周、8周、10周及12周龄时间点分别检测屈光及眼轴等生物学参数,检测VIPR2是否影响屈光发育。在不同的时间点分别进行视网膜电生理、眼底、血管造影、眼前节检查及眼组织形态学观察,明确VIPR2对视网膜及视觉功能的影响。  结果:VIPR2全身敲除小鼠相比野生型同窝仔,屈光明显向近视方向漂移,整体平均漂移约-3.24 D,并具有统计学差异(两因素重复测量方差分析,bonferroni校正,P<0.05),并且在不同的时间点(4W、5 W、8 W、10 W)均具统计学差异(多变量方差分析,P<0.05)。7W电生理检测发现在暗适应条件下,VIPR2-KO小鼠的a波和b波振幅相对野生型明显升高;而振荡电位(OPs)振幅在-25 dB刺激强度时,VIPR2-KO小鼠OP1明显升高(P<0.05);在-10 dB时,VIPR2-KO小鼠OP1、OP2明显升高(P<0.05)。眼底照相及荧光血管造影、眼前节和组织形态学检查并无明显变化。  结论:VIPR2敲除可导致近视形成,明确VIPR2是近视形成的原因。推测VIPR2影响视网膜功能,导致屈光发育信号传递异常导致近视的发生发展。
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