RDH13调控atRAL代谢抗视网膜光损伤

Our current research on light-induced retinopathy in retinol dehydrogenase (RDH13) knockout (KO) mouse model reveals that RDH13 can protect the retina against light-induced retinopathy. Further observation shows that the RDH13 has the reductase function and can catalyze the reduction of light-related toxic all-trans-retinal (atRAL) in vitro. This implies that the mechanism of the protective effects may involve the clearance of vivo atRAL. Thus, based on the retinal reductase function of RDH13, we will use the already established RDH13 KO light damage model to explore whether RDH13 protects the retina against the toxicity of atRAL by regulating its metabolism. On the other hand, detecting the related indexes to observe the change of ROS and cardiolipin injury pathway so as to reveal the mechanism of RDH13 as a barrier protecting the retina against atRAL mediating ROS and cardiolipin involved mitochondrial oxidative stress damage. Based on the mechanism study, we aim to reveal the possible mechanism of the protective effects of RDH13 against light-induced retinopathy, find the effective target spots and provide the science evidence for the new treatment of light-induced retinopathy.

本课题组新近通过对视黄醇脱氢酶13（RDH13）基因敲除鼠光损伤模型的研究发现，RDH13在视网膜光损伤中具有保护作用，同时体外研究发现RDH13具有视黄醛还原酶功能，能够还原对视网膜有光毒性作用的全反式视黄醛（atRAL），提示RDH13的这种保护作用可能与清除体内atRAL有关。贯序上述研究，以RDH13具有的视黄醛还原酶功能为思路，利用已建立的基因敲除鼠光损伤模型，探索RDH13通过调控atRAL代谢来保护视网膜抗atRAL毒性的机制；进一步通过检测atRAL介导的活性氧（ROS）及心磷脂（CL）参与的线粒体氧化应激损伤通路相关指标，观察RDH13功能缺失时细胞ROS变化及CL氧化情况，探讨RDH13是否通过抑制atRAL介导的线粒体氧化应激通路抗光损伤。通过上述研究旨在揭示RDH13对视网膜光损伤的保护机制，寻找有效的干预靶点，为视网膜光损伤新的防治方法提供科学依据。

取野生型以及RDH13纯合子小鼠建立视网膜光损伤模型。HE结果显示RDH13纯合子光损伤组小鼠视网膜光感受器内外节明显崩解、排列紊乱，视网膜全层厚度明显减少；Western Blot结果显示RDH13纯合子光损伤组小鼠视网膜内视紫红质蛋白含量较未光照组明显下降，与光照+野生型组对比略下降；TSQ质谱检测表明RDH13纯合子光损伤组小鼠视网膜线粒体内膜心磷脂含量较未光照组及光照+野生型组明显降低。上述结果表明，RDH13基因表达缺失的小鼠视网膜抗光损伤的能力下降，视紫红质蛋白含量降低提示维生素A循环平衡破坏，而线粒体内膜心磷脂损伤程度上升有可能激活凋亡启动的关键因子细胞色素C，激活下游细胞凋亡通路，其可能是造成视网膜光损伤的机制。. 取C57BL/6小鼠建立视网膜光损伤模型。利用改良的Bligh Dyer法提取鼠眼视网膜总脂类，利用AB SCIEX质谱仪对样本中磷脂以及神经鞘脂进行定性以及定量的检测。检测结果显示与对照组相比，光损伤组总磷脂量明显降低，而凋亡相关的溶血磷脂占总磷脂的百分比明显升高，1-磷酸-鞘氨醇以及神经酰胺的含量也明显增加。上述结果表明，在光损伤的视网膜中，预示着坏死的溶血磷脂的含量与视网膜光损伤细胞凋亡呈正相关，而具有保护作用的1-磷酸-鞘氨醇的表达上升，提示其可能在光损伤诱导的光感受器细胞的凋亡中起到了保护作用。. 大量研究表明炎症参与了老年性黄斑变性的早期，越来越多的研究证明某些特异的脂质参与了炎症的过程，本研究的目的在于探究炎症中相关脂质的变化。实验建立了内毒素诱导的葡萄膜炎模型（EIU），利用改良的Bligh Dyer法提取鼠眼房水及视网膜总脂类并进行质谱检测。结果显示EIU房水及视网膜中总的神经鞘脂以及磷脂升高、溶血磷脂相对含量以及占总磷脂的比例均明显增加。进一步研究发现房水及视网膜中18:0 溶血胆碱磷酯在EIU组中有明显的升高，EIU视网膜内C12 1-磷酸-神经酰胺（ceramide-1-phosphate，C-1-P）、C16 C-1-P、 C24 C-1-P、神经酰胺160（Cer160）、Cer240、SM120以及SM240 均有所增加。综上所述，我们发现了某些特异性脂质在炎症的过程中起到了一定的作用。外源性的给予保护性脂质或者抑制内源性的促炎脂质有望成为抗炎症相关性视网膜疾病的有效治疗手段。