EEDA在RPE细胞中的功能及其在年龄相关性视网膜病变中的机制研究

Eye，one of the important organs of the human body，can be accompanied by a variety of serious diseases in the aging related process. Among them, age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness in the elderly patients, but the lack of effective treatment. In our previous work, we found an unknown function of the early epithelial differentiation associated protein (EEDA) plays an important role in eye aging-related retinopathy. There was no obvious abnormality of the eye in the early stage of the EEDA gene knockout mice, but the EEDA -/- mice showed severe retinopathy and abnormal visual function as the aged. In this proposal, we will use knockout mice and RPE cell line with over-expression of EEDA to investigate its functional roles in the development and molecular mechanism of retinal degenerative lesions caused by EEDA during eye aging. Through this project, we expect that the EEDA as a new functional gene plays important roles in a regulatory progress from EEDA→ interaction proteins or downstream genes → Photoreceptor cells → Retinopathy. Finally, based on the elucidation of the molecular and cellular mechanisms, in order to delay the aging of their eyes, we attempt to repair the visual function of aging Eeda-/- mice by gene therapy and drug intervention for delaying the age-related retinopathy. We think that the outcomes from this project will provide insights to deep understanding of the EEDA function in retinopathy and eye aging-related progress and repair in the visual neural system and knowledge and translational research experimental support for the function restrictions of the retinopathy and the effective treatments of the eye aging-related retinal diseases.

我们发现一个表达于视网膜色素上皮细胞（RPE）的早期上皮细胞分化相关蛋白(EEDA)在年龄性相关视网膜病变中起着重要的作用。EEDA基因敲除小鼠早期出现RPE细胞增殖异常，但是随着进入老龄期，该小鼠出现RPE结构异常，并伴随视网膜病变和视功能减退。本项目拟在前期工作的基础上，利用已有的EEDA基因敲除小鼠和过表达该基因的RPE细胞系，对EEDA在视网膜病变中的功能及其分子机制开展相关的研究。通过本项目研究，我们期待可以明确EEDA作为一个全新的功能基因在视网膜病变中的功能作用，阐明EEDA→下游基因或互作蛋白→感光细胞→视网膜病变的调控规律。最后，基于阐明的分子和细胞机制，我们拟通过基因治疗和药物干预等手段来修复EEDA功能缺失小鼠的视觉功能，期待可以延缓其病变。希望通过本项目对EEDA在视网膜病变中的作用机制和损伤修复的研究，为年龄性相关眼科疾病的转化医学研究提供前瞻性思路和实验依据。

视网膜变性疾病是失明的主要原因之一，也是衰老过程中相当大的身心健康负担。视网膜色素上皮 (RPE) 变性或功能异常及其抗氧化能力的降低则是包括年龄相关性黄斑变性 (AMD) 在内的视网膜变性疾病的重要标志。 然而，视网膜变性发病机制的确切调节机制依然未知。本项目四年来对EEDA（或DAPL1）在RPE细胞中的功能及其在年龄相关性视网膜变性中的机制，并按照标书计划中的四个研究内容进行了研究。通过本项目研究，我们全部完成了所有的研究目标，主要创新点与发现如下：1.明确了EEDA基因敲除小鼠导致RPE和视网膜正常结构的损害，RPE细胞抗氧化功能下降并因此减弱了对视网膜氧化损伤的保护作用，最终导致该小鼠年龄相关性视网膜变性的发生。2.解析了EEDA功能缺失小鼠感光细胞外节受损、视网膜上出现类玻璃膜疣样沉积物、补体系统和小胶质细胞异常激活等病理特征，最终表现为视网膜变性和视功能下降。3.发现了EEDA与小眼畸形相关转录因子MITF在RPE细胞及视网膜变性方面的遗传性相互作用。4.揭示了EEDA正调控MITF，继而上调RPE细胞中NRF2和PGC1α表达，并由此促进RPE细胞抗氧化和保护视网膜抵御氧化损伤的作用机制。5.阐明了EEDA通过与E2F4直接结合的方式抑制MYC的表达，并上调MITF以促进R其抗氧化功能，保护视网膜抵御氧化损伤，而EEDA功能缺失引起视网膜氧化损伤加剧，并导致年龄相关性视网膜变性发生。6.首次发现EEDA与E2F4直接结合调控MYC-MITF-NRF2/PGC1α-抗氧化的axis。最后，我们通过转基因和基因治疗两种手段，在体证明了RPE细胞中高表达MITF能够有效保护Eeda敲除小鼠视网膜抵御氧化损伤的能力，提示通过药物治疗的手段促进RPE细胞中MITF高表达，有望延缓年龄相关性视网膜变性疾病的发生发展。