《套用斑馬魚模型研究CERKL突變引起視網膜變性的分子機制》是依託華中科技大學，由劉木根擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：套用斑馬魚模型研究CERKL突變引起視網膜變性的分子機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉木根
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
視網膜變性是遺傳性視覺損害和失明的最主要的原因之一，CERKL是2004年克隆的重要RP/CRD致病基因，但該基因功能及其突變引起視網膜變性的分子機制尚不清楚，在小鼠中敲除CERKL未能檢測到RP/CRD的表型。前期工作中，我們套用TALEN技術成功構建了CERKL敲除的斑馬魚模型，觀察純合缺失的斑馬魚發現其產生類似視網膜變性的臨床症狀；檢測突變體視網膜的cGMP水平發現其濃度顯著升高，提示CERKL缺陷可能通過上調cGMP而引起視網膜變性。本項目將前期工作基礎上,通過對不同發育時期的斑馬魚進行觀察和分析，研究CERKL突變導致RP/CRD的病理過程;分析CERKL調控cGMP在視覺形成過程中的作用機制,揭示CERKL突變導致感光細胞死亡的信號通路。本研究不僅將明確CERKL在視網膜中的生理功能，揭示該基因突變引起視網膜變性發病的病理機制，並將為視網膜變性的有效預防和治療打下良好基礎。
結題摘要
CERKL是一個重要的視網膜變性致病基因，其突變可以引起廣泛的視網膜結構和功能缺陷，並導致患者進行性喪失視覺。儘管全世界不同研究者從不同的角度進行研究，但CERKL在視網膜中的生理功能尚不明確，基因突變引起視網膜變性的病理機制還不清楚。缺少合適的CERKL缺陷的動物模型是這一領域缺乏足夠進展的關鍵。本項目在國家基金委的支持下，首次套用 TALEN技術構建了CERKL敲除的斑馬魚模型，並對CERKL缺陷引起的視網膜變性的早中晚各期的病理過程進行了深入細緻的觀察和分析，揭示了新的CERKL基因功能以及該基因突變引起視網膜色素變性的新的病理機制。通過組織學觀察和分子生物學分析，發現在CERKL突變魚視桿細胞在受累程度和受累時間早晚等方面均超過視錐細胞，提示CERKL突變呈現視網膜色素變性，而非視錐視桿營養不良的臨床特徵。套用電鏡觀察，發現視網膜中殘存大量的未被吞噬的外節，體內和體外研究均表明抑制CERKL表達可顯著破壞視網膜色素上皮細胞的吞噬能力，進一步研究發現CERKL通過調控MERTK維持視網膜色素上皮的吞噬。套用斑馬魚模型，我們還發現CERKL敲除導致視網膜自噬功能缺陷。CERKL可以和sirt1直接相互作用並調控sirt1的磷酸化。Sirt1通過去乙醯化調控自噬蛋白ATG5和ATG7的活性。CERKL突變在視網膜中可以通過下調sirt1導致ATGs活性下降，進而破壞視網膜細胞的自噬功能。我們的這些研究成果揭示了CERKL基因新的功能及其突變引起RP的病理機制，並為尋找和篩選視網膜變性的治療方法打下了紮實的基礎。
