Shh信号途径在多氯联苯暴露致子代视网膜感光细胞发育缺陷中作用及机制

前期发现：①胚胎期多氯联苯（PCBs）暴露对子代感光细胞产生明显影响。②斑马鱼实验表明，PCBs暴露后子代视网膜发育相关的Shh mRNA表达下调，这些结果提示PCBs暴露能导致感光细胞发育异常，并可能与Shh信号通路关系密切。本研究拟在前期基础上，给予PCBs暴露后，观察视网膜细胞形态、感光细胞特异性标记物及Shh信号途径相关的基因表达变化，来获得PCBs暴露对感光细胞发育影响的直接证据；进一步以Shh信号通路为切入点，联合应用吗啡啉修饰的反义寡核苷酸技术和过表达技术，从正反两方面评判Shh基因对多氯联苯暴露致子代感光细胞发育的影响；通过构建Shh过表达和沉默载体，转染视网膜细胞，观察其对体外视网膜感光细胞功能的分子调控作用，以进一步阐明Shh在PCBs暴露致感光细胞发育缺陷的病因、病理及发病机制。本课题具有源头创新性，将为胚胎期PCBs暴露致子代感光细胞发育缺陷的发病机制提供线索。

目前，环境污染物对儿童眼发育的危害正逐渐受到重视。多氯联苯（polychlorinated biphenyls, PCBs）是一种常见的全球性环境污染物，其对儿童眼发育尤其是视网膜发育有严重影响。.本研究首先选用视网膜发育的模式动物——斑马鱼，观察视网膜形态学发育情况并检测视网膜细胞发育相关的基因（CRX、Rho、SWS1、SWS2）的表达，以获得多氯联苯暴露对斑马鱼视网膜发育毒害作用的直观证据。同时，研究组在前期基础上，自制了幼年期斑马鱼视动反应（Optomotor response, OMR）的实验平台，并研究多氯联苯后幼年期斑马鱼视动反应的变化，从视功能的角度再次验证多氯联苯对斑马鱼视网膜的毒害作用。.其次，为探讨多氯联苯导致视网膜发育异常的具体机制，本研究从与视网膜发育密切相关的Shh信号通路入手，仍选用斑马鱼作为模式动物，研究了多氯联苯暴露后幼年期斑马鱼Shh信号通路关键基因的表达变化，研究结果证实了多氯联苯暴露可能通过抑制Shh信号通路转导来影响视网膜细胞的发育。.然后，本研究进一步建立shh基因敲除斑马鱼模型，并检测基因敲除斑马鱼表型及相关基因的表达，结果发现Shh基因敲除了会导致斑马鱼视网膜形态学及视网膜发育特异性基因表达发生变化，证实了Shh基因对视网膜发育的影响。.最后，本研究还通过体外培养SD大鼠的视网膜原代细胞及SD大鼠视网膜RGC-5细胞株来进一步验证多氯联苯暴露通过Shh信号通路抑制视网膜神经节细胞发育，进而导致视功能异常，为环境污染物眼病的早期防治提供理论依据。.本研究还在原课题设计的基础上进行了拓展。通过文献阅读及相关功能筛查发现，多氯联苯影响的miRNA主要有miR-20b、miR-191、miR-99a、miR-1537，而且通过对miR-20b进行生物信息学分析，发现miR-20b调控的下游潜在靶基因是Rho。本研究检测了多氯联苯暴露后相关miRNA的表达发现miR-20b呈现明显的高表达状态，而其他无明显统计学差异。采用miR-20b mimics转染RGC-5细胞发现其与多氯联苯暴露结果一致，细胞增殖、周期及凋亡能力也受到影响，由此我们推测多氯联苯暴露可能还通过调控miR-20b表达影响来参与对视网膜发育的影响，有待进一步研究。