VEGF-B对青光眼视网膜的保护作用及机制研究

Glaucoma is the most prevalent form of adult optic neuropathy characterized by a progressive deathof retinal ganglion cells, which subsequently triggers a death signal to the whole retina, leading to visionloss.Reagents that can protect the retinal cells from death are therefore highly desired for glaucoma treatment. Currently, there is no general effective treatment for all glaucoma patients.Our previous workhas shown that VEGF-B is a potent anti-apoptotic and survival factor with minimum side effects, and therefore may be of therapeutic usage in protecting the retinal cells in glaucoma. Based on our previous work, we plan to usesamples from glaucoma patients, VEGF-B deficient mice,different glaucoma disease models, protein and gene delivery, cultured cells, as well as molecular biology approaches to investigate:1) The expression of VEGF-B and its receptors in glaucoma; 2) The protective effect of VEGF-B on retinal cells in glaucoma and its therapeutic usage; 3) The underlying cellular and molecular mechanisms involved.The outcome of this study will not only be of importance to basic medical research in relationship to glaucoma, but may also lead to new therapeutic opportunities for glaucoma treatment.

青光眼危及视网膜全层，为全球第一大不可逆致盲性眼病，但至今未有令人满意的治疗药物。申请人率先发现血管内皮生长因子B(VEGF-B)是强大的神经和血管抗凋亡和存活因子，并与其受体高表达于眼视网膜，具有优越的临床安全性。提示：VEGF-B可作为重要的广谱保护因子，保护青光眼视网膜细胞并促进它们的存活和功能。在已有工作的基础上，我们拟在青光眼病人，高眼压性青光眼动物模型、VEGF-B-/-鼠，体外细胞培养及分子水平研究的不同层次上，深入探索：1）VEGF-B及其受体的表达与青光眼病的相关性；2）VEGF-B对青光眼视网膜神经和血管的保护、修复和再生作用及其用于青光眼治疗的可能性；3）VEGF-B发挥视网膜保护作用的细胞和分子机制。研究结果不仅会拓展我们对VEGF-B在青光眼发病机制中的作用的认识，还将会为开拓青光眼防治新途径打下基础。

神经损伤性眼病是眼部常见疾病，视神经轴突退行性损伤进而导致视神经节细胞的不可逆性凋亡是导致失明的主要诱因。但是目前对于视神经节细胞凋亡的分子机制尚未得到完全的阐明。本项研究采用视神经夹伤模型模拟青光眼视神经退行性疾病，通过定量蛋白质组学筛选探索参与视神经退行性损伤的相关基因及信号通路。本研究对对照组和视神经夹伤组小鼠视网膜进行无标记定量蛋白质组学分析，共鉴定出1433种差异表达蛋白，其中120种蛋白存在显著性表达差异，KEGG途径分析揭示谷氨酸代谢和γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）生物合成途径功能异常，外源注射谷氨酸脱羧酶1（glutamate decarboxylase1，GAD1）蛋白降低了视网膜视神经节细胞（retinal ganglion cells，RGCs）细胞的凋亡，起到了保护视网膜的作用。我们前期研究发现VEGF-B也具有抗RGCs凋亡的作用，在本研究中，采用SiRNA敲低视网膜中VEGF-B的表达，GAD1的表达也随之下降，同样在VEGF-B基因敲除小鼠视网膜中也检测到GAD1的表达下降，确证了GAD1和VEGF-B的表达具有正相关性。进一步采用GAD1和VEGF-B进行联合治疗，发现两者联合给药对视网膜的保护作用明显优于单独给予VEGF-B或GAD1治疗的效果，以上结果提示GAD1可能作为视神经损伤的潜在治疗靶点之一。参考GEO数据库，发现GAD1在糖尿病视网膜病变，遗传性视网膜退行性疾病等眼部疾病中表达均上调，提示GAD1表达异常可能参与多种眼科疾病。该研究结果为眼部视神经退行性疾病的治疗提供了潜在的治疗靶点GAD1，并发现GAD1可能作为一个眼部疾病的普适性靶点发挥作用，为眼科疾病的治疗提供了理论基础和分子靶标。