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新品上架 | 视网膜疾病模型家族新成员,Nr2e3 KO小鼠助力蓝锥细胞增强综合征(ESCS)研究

“眼睛是心灵的窗户”,这道窗户如何向我们展示色彩斑斓的世界呢?答案就在视网膜上的数百万个视锥细胞中。人类视网膜有三种不同类型的视锥细胞,它们分别对不同波长的光敏感。这些视锥细胞对强光和颜色具有高度的分辨能力,负责在光线充足的环境中将接收到的特定光能转换为神经冲动,并向大脑传递色彩和细节的视觉信号。当这三种视锥细胞的视觉信号合成后,就形成了我们看到的五彩斑斓的世界。然而,今天的主角——NR2E3基因突变会扰乱正常的光感过程,使视网膜增加对蓝光敏感性,导致以儿童期夜盲为主要特征的蓝锥细胞增强综合征(ESCS)。

 

Nr2e3 KO小鼠

视锥-视杆细胞在视觉信号传递中的地位[1]

 

NR2E3的基本作用

NR2E3蛋白,也被称为视网膜特异性核受体(PNR),是视网膜光感受器细胞的孤儿核受体。作为一种配体依赖性转录因子,NR2E3参与调节胚胎发育和成人细胞正常功能的信号传导途径。NR2E3在视网膜杆状细胞的发育中起到激活作用,而在锥状细胞的发育中则起到抑制作用。它能够结合多种杆状细胞和锥状细胞特异性基因的启动子区域,增强视杆细胞中视紫红质的表达,并抑制锥状细胞中M-视蛋白和S-视蛋白的表达[2]。视网膜内存在的L-视锥细胞、M-视锥细胞和S-视锥细胞也被称为“红色视锥细胞”、“绿色视锥细胞”和“蓝色视锥细胞”,但这并不意味着它们只能识别特定的颜色。实际上,这表示它们能识别波长的大致范围,即长波长(L)、中波长(M)和短波长(S)。

 

Nr2e3 KO小鼠

NR2E3抑制前体细胞向视锥细胞分化,并促进其特化为视杆细胞[2]

 

NR2E3突变导致视锥细胞失衡

NR2E3蛋白在DNA结合域(DBDs)和配体结合域(LBDs)的突变会导致视蛋白在S-视锥细胞中的过表达,这会增强S-视锥细胞活跃度并降低L-视锥细胞和M-视锥细胞活跃度。这种视锥细胞活动的失衡增加了患者对蓝光的敏感性[2]

Nr2e3 KO小鼠

人类NR2E3致病突变多发于DNA结合域(DBDs)和配体结合域(LBDs)[2]

 

在蓝锥细胞增强综合征(ESCS)患者中,S-视锥细胞数量比正常情况下多,而L-视锥细胞和M-视锥细胞则出现退化。患者的症状包括儿童期夜盲、屈光性调节性内斜视、眼球震颤、视力下降、白天盲和视网膜病变。大部分患者的视网膜会出现沿血管弓形区的钱币状色素变化和后极部的黄白色视网膜下病变,可能会进展为更典型的色素性病变[3]

 

Nr2e3 KO小鼠

NR2E3突变造成蓝色视锥细胞中视蛋白过度表达,导致对蓝光的敏感性增强[4]

 

视网膜疾病是一类对视力功能损伤极大的疾病,其发病机制复杂,是导致人类视力严重丧失的主要原因,因此,相关药物和疗法的研发十分迫切。赛业生物开发了多款疾病和人源化小鼠模型,以助力研究该领域的研究。Nr2e3 KO小鼠(产品编号:C001425)是我们最新推出的视网膜色素变性(RP)家族模型,可用于研究与NR2E3相关的蓝锥细胞增强综合征(ESCS)。以下是该模型的表型信息。

 

Nr2e3 KO小鼠眼部存在明显黄白色视网膜下斑点病变

光学相干断层扫描(OCT)和眼底镜(Fundus)检测的结果显示,与野生型小鼠相比,Nr2e3 KO纯合小鼠眼部存在明显的黄白色视网膜下斑点病变,这与人类患者的视网膜表型相似。

Nr2e3 KO小鼠

 Nr2e3 KO杂合和纯合小鼠以及野生型小鼠的光学相干断层扫描和眼底镜检测

 

Nr2e3 KO小鼠视网膜光感知功能出现障碍

视网膜电图(ERG)检测结果显示,与野生型小鼠相比,Nr2e3 KO纯合小鼠在暗适应(Scotopic)ERG中的a波振幅明显降低,这表明其存在眼部光感功能障碍。

 

Nr2e3 KO小鼠

Nr2e3 KO纯合小鼠和野生型小鼠(WT)视网膜电图(ERG)检测

 

总  结

Nr2e3 KO小鼠(产品编号:C001425)视网膜存在明显的黄白色病理性斑块且暗适应ERG的a波形振幅降低,表明该模型存在视网膜色素变性和光感受器功能的障碍。因此,Nr2e3 KO小鼠可用于蓝锥细胞增强综合征(ESCS)和视网膜色素变性(RP)等视网膜疾病的研究。

 

NR2E3基因在视网膜中的作用不局限于调控感光细胞的发育和维持,还在神经保护、感光细胞功能、细胞凋亡、免疫反应和细胞存活等过程起重要作用。Ocugen已经成功开发出基于AAV载体的NR2E3基因疗法,并在临床试验中取得了积极的效果[5]。在临床前研究中,Ocugen使用了Rd1小鼠(Pde6b缺失)、Rho KO&Rho P23H小鼠(Rho缺失)、Rd16小鼠(Cep290突变)和Rd7小鼠(Nr2e3突变)等多种视网膜色素变性(RP)小鼠模型。数据显示,在治疗后,以上所有小鼠模型的临床、组织学和分子疾病表型都得到改善[6-7]

 

这些结果表明,NR2E3基因治疗可能是一种广谱疗法,可以治疗由不同基因突变引起的视网膜色素变性(RP)。此外,赛业生物眼科研究平台能够提供与所有这些基因相关的视网膜色素变性(RP)研究模型,并能提供完整的眼科CRO全流程服务。

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