受体酪氨酸激酶ephrinB/EphB信号在慢性高眼压大鼠视网膜神经节细胞损伤中的作用及其机制研究

Receptor tyrosine kinase ephrin/Eph signaling plays important roles in neuronal development, synaptic plasticity, neuronal repair and regeneration etc. Recent studies showed that ephrinB/EphB signaling was up-regulated in axon of retinal ganglion cells in experimental glaucoma models. However, the effects and mechanisms of ephrinB/EphB in ganglion cell injury is largely unknown. Our preliminary results obtained from a rat chronic ocular hypertension model showed that activation of ephrinB/EphB reverse signaling may modulate glutamate receptors, thus resulting in the retinal ganglion cell apoptosis. In the present proposal, by using immunohistochemistry, Western blot, patch-clamp recordings, calcium images and intravitreal microinjection techniques, we aim to explore the changes in ephrinB/EphB protein expression in the retinal cells in a rat chronic ocular hypertension (COH) model, and to investigate the modulatory effects of ephrineB/EphB signaling on glutamate receptors, including NR1 subunit of NMDA receptors,GluR2 subunit of AMPA receptors and mGluR I, and the mechanisms underlying ephrineB/EphB signaling-induced apoptosis of retinal ganglion cells. The experiments will be done in retinal slices, retinal ganglion cell cultures. Our prospective research achievements would provide a scientific basis for illuminating the mechanisms of retinal ganglion cell injury and for effctively preventing and curing glaucoma.

受体酪氨酸激酶ephrin/Eph信号在神经系统的发育、突触可塑性、神经再生和修复等过程中有重要作用。近年的研究发现，在视网膜疾病（如青光眼）的病理过程中，伴随有该信号系统在视神经轴突上的表达上调，但其在神经节细胞损伤中的作用和机制还是尚待研究的重要问题。我们在慢性高眼压动物模型上的初步实验结果提示，该信号系统的激活可能通过调控谷氨酸受体导致神经节细胞的损伤。为此，本课题以慢性高眼压为模型，利用免疫组化、Western blot、电生理、钙成像和玻璃体显微注射等多学科研究手段，在视网膜切片、培养的神经节细胞等上，研究激活ephrinB/EphB信号对视网膜神经节细胞谷氨酸受体(NMDA受体NR1亚单位、AMPA受体GluR2亚单位和代谢型受体mGluR I)的调控及其机制，分析其在神经节细胞凋亡中的作用，从而为阐明青光眼视网膜神经节细胞损伤的机制以及有效地防治青光眼提供理论参考依据。

在视网膜疾病（如青光眼）的病理过程中，伴随有受体酪氨酸激酶phrin/Eph信号系统在视神经轴突上的表达上调，但其在神经节细胞损伤中的作用和机制尚待研究。我们发现，在慢性高眼压大鼠视网膜，EphB1和ephrinB2蛋白表达明显增多，EphB1的变化主要发生在Müller细胞，而ephrinB2在Müller细胞和神经节细胞上，提示神经节细胞EphB/ephrinB反向信号的激活。这些结果提示，EphB/ephrinB反向信号的激活参与慢性高眼压视网膜神经节细胞的损伤，干预这一信号通路可能成为治疗青光眼神经节细胞凋亡的靶点。进一步研究发现，激活EphB/ephrinB反向信号导致神经节细胞的凋亡，其机制是通过src酪氨酸激酶途径使GluA2磷酸化，进而使神经节细胞膜上含有GluA2亚单位的AMPA受体数量减少，钙通透性增加，参与青光眼神经节细胞的凋亡。此外，内源性释放的谷氨酸通过激活mGluR I持续调控大鼠视网膜神经节细胞的兴奋性；mGluR I 激动剂DHPG通过直接作用于视网膜神经节细胞调控其兴奋性；激活视网膜神经节细胞的mGluR I，通过偶联胞内Ca2+依赖的PI-PLC/PKC信号通路和CaMKII信号通路压抑Kir和Ih通道，从而提高神经节细胞的兴奋性，该工作揭示了神经递质谷氨酸通过激活mGluR I调控视网膜神经节细胞兴奋性的机制。全面完成了预期目标，发表标注基金资助的论文14篇，其中SCI论文9篇。