Brn3b对视网膜神经节细胞发育及生存的调控作用研究

Glaucoma is the most representative clinical retinopathy characterized by the irreversible death of retinal ganglion cells(RGCs).The genetic factors and molecular mechanisms of its etiology are still unknown.The Brn3 family of POU domain transcription factor plays an extensive role in the development and defferentiation of central nervous system and expressed in both embryonic and adult retinal ganglion cells. Based on the conventional knockout research, the deletion of Brn3b caused a large number of RGCs death and abnormal axon development in mouse embryonic stage.Combined with the fact that Brn3b expression is downregulated before the RGCs programed death occurs in glaucoma model, suggestting that Brn3b regulates RGCs development and is concerned with glaucoma RGCs death.But whether Brn3b plays the same regulatory role in adult RGCs is poorly understood.In order to investigate the Brn3b function in adult RGCs, we employed conditional and inducible knockout technology to establish adult Brn3b mutant models to explore the RGCs changes when Brn3b is ablated only in retina and in adulthood. The completion of this project will lay the foundation for the RGCs development and survival regulatory network study and provide the evidence for glacucoma RGCs damage research.

青光眼是临床中最具代表性的以视网膜神经节细胞（RGCs）不可逆性死亡为特点的视网膜视神经病变，其发病的遗传因素及分子机制尚不明确。POU结构域转录因子Brn3族成员Brn3b作用于中枢神经系统的发育分化中，并在胚胎和成体视网膜神经节细胞（RGCs）中存在表达。传统基因敲除模型发现Brn3b的缺失将造成小鼠胚胎期RGCs的大量死亡及轴突发育异常，并在青光眼小鼠RGCs出现程序性死亡之前表达下调。提示Brn3b调控RGCs发育过程并与青光眼RGCs损害有关。但传统基因敲除是将Brn3b在全身范围敲除，难以明确Brn3b作用的靶器官和在成体RGCs中Brn3b是否具有调控作用。本项目将建立Brn3b条件性和诱导性基因敲除模型，观察单纯视网膜内的Brn3b基因敲除对RGCs发育的影响和成年小鼠Brn3b基因敲除后RGCs的表型改变，为RGCs的发育与生存调控和青光眼RGCs损害研究提供实验依据。

Brn3族转录因子在神经细胞分化发育过程中发挥着重要作用，前期研究发现其家族成员Brn3b在视网膜中局限表达于视网膜神经节细胞（Retinal ganglion cells, RGCs），是RGCs正常发育的关键调控因子。传统的胚胎期Brn3b基因全敲除（Conventional Knockout）造成RGCs大量死亡并伴有部分RGCs发生分化方向的改变，但Brn3b在成体RGCs中的作用尚不明确。同时在青光眼小鼠模型中研究发现在RGCs程序性死亡前Brn3b的表达明显下调，提示Brn3b可能与青光眼中成体RGCs不可逆性死亡具有密切联系，但由于缺乏成体Brn3b基因敲除模型而无法深入研究。为了探索Brn3b对小鼠RGCs发育、成体RGCs存活以及视神经损伤条件下RGCs凋亡的调控作用，本项目在传统基因敲除技术的基础上，利用Cre-LoxP位点特异性重组系统结合Six3-Cre和TgESR2-Cre转基因小鼠系，建立了Brn3b条件性基因敲除和诱导性基因敲除模型，并通过对基因敲除后Brn3b的表达检测证明了两种基因敲除模型均具有高效的敲除效率，可以有效的对Brn3b进行时间特异性和空间特异性敲除，为分别探索Brn3b在小鼠RGCs发育期和成体RGCs中的功能提供了可靠的实验工具。同时本项目中制作的Brn3bloxP小鼠能够通过与不同种类的Cre转基因小鼠系相结合，应用于不同组织中Brn3b对神经元发育及成体神经元存活的功能研究，具有广阔的应用前景。