RNA结合蛋白TIA1诱导Tau寡聚体形成在慢性高眼压视网膜神经节细胞损伤中的作用及机制研究

Glaucoma is the most common irreversible blinding eye disease. Its main pathological feature is the damage of retinal ganglion cells (RGCs), but the mechanism of RGCs injury is still unclear. In our previous paper, we have demonstrated that the neurotoxicity of Tau oligomers is an important factor leading to RGCs damage. So Tau oligomer has become a potential target for the treatment of glaucoma. In central neuronal degenerative diseases, RNA binding protein T-cell intracellular antigen-1 (TIA1) can regulate the Tau oligomer formation. In the preliminary experiment, we found that:1)TIA1 and its related protein TIAR was significantly increased in chronic HIOP model 2) in vitro we found TIAR could regulate Tau oligomerization in primary RGCs. Other researchers have found that the TIA1/TIAR can cooperate in pathologic conditions. We, therefore, raise the hypothesis that: in the chronic HIOP model, TIA1/TIAR can induce Tau oligomer formation, and then cause the RGCs damage. In this study we will use the hyperbaric hypoxia model in vitro and the chronic HIOP mice model, to study the mechanism of TIA1 regulation of Tau oligomer formation and its role in RGCs injury, through the intervention of TIA1 and TIAR expression. We will further explore the protective effect of inhibition TIA1 in chronic HIOP model by application of Adeno-associated virus siRNA TIA1. This study is expected to provide a new target and theoretical basis for the treatment of glaucoma.

青光眼是眼科最常见的不可逆性致盲性眼病，其主要病理特征为视网膜神经节细胞(RGCs)的损伤，但损伤机制尚不明确。申请人已证实Tau寡聚体的神经毒性是导致RGCs损伤的重要新机制。根据中枢神经退行性病变中RNA结合蛋白TIA1可调控Tau寡聚体形成的机制，以及预实验中发现TIA1及其相关蛋白TIAR在RGCs损伤时表达均显著上升、且TIAR能下调RGCs中Tau寡聚体形成的现象，提出假设：在慢性高眼压模型中，TIA1/TIAR调控Tau寡聚体形成而引起RGCs损伤。本研究拟建立体外高压缺氧刺激RGCs环境和体内小鼠慢性高眼压模型，通过体内外干预TIA1与TIAR，研究TIA1调控Tau寡聚体形成的作用机制及其在RGCs损伤和青光眼发生中的作用，并延伸探索小鼠体内靶向抑制TIA1表达治疗慢性高眼压神经损伤的疗效和安全性，该研究有望为青光眼的治疗提供新的靶点和理论基础。

青光眼是目前排在全世界首位的不可逆性致盲性眼病，其主要病理特征为视网膜神经节细胞（RGCs）的不可逆性死亡。临床上暂时没有针对RGCs死亡的治疗措施，究其原因主要是RGCs死亡机制不明。申请者在前期研究中发现在应激刺激下，视网膜神经节细胞中内质网应激发生后可引起蛋白质错误折叠，即Tau蛋白的过度磷酸化及Tau蛋白寡聚体形成，并且探明TAU蛋白寡聚体的神经毒性与RGCS损伤呈正相关，当抗体阻断Tau蛋白寡聚体形成时可有效减轻RGCs损伤。因此，Tau蛋白寡聚体可能是RGCs损伤发生的关键机制。我们的研究证实：在小鼠视神经钳夹模型和慢性高眼压模型中均检测到RNA结合蛋白TIA1/TIR主要出现在RGCs中，并且表达显著上升，表达量与RGCs损伤密切相关；干预TIA1可有效降低Tau蛋白寡聚体的形成。目前已有青蒿素，已经用于疟疾多年的临床药物，在中枢神经细胞调控TIA1的报道。据此，我们开展的实验探索显示：不同计量的青蒿素浓度中，200 mg/kg 是最佳保护浓度，且采用灌胃治疗后显示，在RGCs损伤的小鼠中，TIA1表达显著降低，且TAU蛋白寡聚体也聚集减少；RGCs的凋亡与胞体的数量及GCC的厚度均得到了明显的保护。在小鼠原代视网膜神经节细胞中，探索发现TIA1及Tau蛋白寡聚体的聚集具有明显的相关性。本研究借助动物模型，从分子、细胞和整体水平证实TIA1可调控Tau蛋白寡聚体行成，继而影响RGCs的损伤，TIA1的确可能有望为青光眼的治疗提供新的潜在治疗靶点，为青光眼中RGCs损伤的提供新理论基础。