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1、视网膜色素变性的动物模型杨永升在动物实验中心和家养的动物中经常有一些自然发生的视网膜变性疾病的动物，由于能供研究的人类的视网膜变性患者的眼组织标本相对缺乏，并且也不能用于严格的药物实验，因此能够模拟人类疾病动物模型就显得尤为重要，它们对于研究人类同类疾病的发病机理以及病理生理过程非常重要，也为我们提供许多相关候选基因，以发现人类疾病的致病基因。对于疾病的治疗方案研究如相关的药物治疗实验、细胞移植以及基因治疗等，有重要的作用。近年来我们在人类视网膜变性疾病分子病理机制方面的许多认识和进展绝大多数都是从这些动物模型的研究中获得的。目前研究人员已有能力创造基因特异性转基因鼠和目的基因敲除（Knock
2、 out）动物，作为人类视网膜变性疾病的新模型，更有利于阐明目的基因在疾病中所起的作用。视网膜色素变性（RP）是一组视网膜进行性营养不良性退行病变，大部分是遗传性疾病，是主要的致盲疾病之一，根据世界各地的调查资料，全球人口群体患病率约为1/30001/5000（1990年爱尔兰第六届RP会议报道）。据此估计，全球的RP患者约有150万人，在中国约有40万人。RP多于幼年或青春期发现，常双眼发病，也有病变仅发生在单眼者，具有遗传倾向。本病遗传学分型可分为常染色体显性遗传（ADRP）、常染色体隐性遗传（ARRP）、X性连锁隐性遗传（XLRP）及散发型。以下根据不同遗传分类详细阐述RP动物模型。一、
3、常染色体显性遗传RP（ADRP）动物模型ADRP在RP所有遗传形式中占20，常见的致病基因有视紫红质（Rhodopsin，RHO）、盘缘蛋白（Peripherin/rds）、视网膜神经拉链蛋白（NRL）、ROM1、RP1和CRX等14个基因，并也克隆，但还有许多ADRP患者至今尚未查到相关致病基因。1、ADRP鼠类模型1.1 视紫红质基因异常鼠模型RHO基因敲除鼠模型：在西方国家研究中，RHO基因突变引起的ADRP约占10以上，是最常见的致病基因，Humphries等创造了一种RHO基因敲除鼠模型，RHO-/-鼠的视网膜外节发育不完全，3个月后感光细胞完全消失。2月龄鼠已检测不到视杆细胞ERG
4、反应。RHO+/-杂合子鼠虽保持有大多数感光细胞，但感光细胞的内节段和外节段结构排列紊乱，在老年鼠外节段变短。这种鼠为我们提供了一个有明确遗传背景的动物模型，也可用来评价基因治疗的效果，如将有功能的RHO基因转移到细胞中。1,2Pro-23-His突变鼠模型：RHO基因中Pro-23-His突变是人类RHO突变最常见的一种，即在RHO基因中23位的组氨酸被脯氨酸代替，导致异常基因产物产生，引起感光细胞凋亡。这种病鼠开始可产生正常的感光细胞，但光敏感部位外节不能长到正常长度，随着年龄增长，感光细胞（包括锥、杆状细胞）的数量逐渐减少，ERG的光电反应也逐渐消失。3,4,5Lavail等还创造了一种
5、P23H突变大鼠模型，这种模型为研究提供了更大的眼球。由于RHO突变基因的表达异常，有3种不同视网膜变性速率的品系。用针对P23H mRNA序列的核酸酶治疗这种变性鼠可减慢变性的速率至少3个月。也有用神经营养因子眼内注射减慢视网膜变性过程的报道。6VPP鼠：是一种具有视蛋白N末端三个突变位点（V20G，P23H，P27L）的转基因品系，这种动物有很慢的变性过程，与人类ADRP的P23H突变的视网膜变性有相似临床改变。7Q344ter 和S344ter视紫红质基因鼠模型：在人类ADRP的RHO基因突变中，如果有RHO基因羧基端的缩短可引起比其它突变更严重的临床症状。这种基因突变的转基因鼠有Q34
6、4ter型缩短了5个氨基酸，S344ter型截断了15个氨基酸，在S344ter模型鼠中，所有磷酸化位点和阻抑蛋白结合位点都从RHO分子中消失，导致光暴露状态下持续的光反应。S344ter模型鼠有五个品系，分别有不同的变性速率，应用神经生长因子可减缓这种鼠的变性速率。8,9 另外，目前还有S334ter RHO转基因大鼠模型，根据不同的变性速度以及相应的突变RHO的表达水平分为5类，含盖了最快变性到最慢变性的模型动物，象P23H大鼠一样，应用神经营养类物质也可减慢感光细胞变性过程。10,111.Humphries MM, Rancourt D, Farrar GJ, et al. Retino
7、pathy induced in mice by targeted disruption of the rhodopsin gene. Nat Genet. 1997 Feb;15(2):216-219.2.Lem J, Krasnoperova NV, Calvert PD, et al. Morphological, physiological, and biochemical changes in rhodopsin knockout mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999 Jan 19;96(2):736-413. Naash MI, Hollyfie
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13、s. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1996; 37:S698.11.Steinberg RH, Matthes MT, Yasumura D, et al. Slowing by survival factors of inherited retinal degenerations in transgenic rats with mutant opsin genes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997; 38:S226.1.2 rds鼠盘缘蛋白（Peripherin/rds）是一种脊椎动物感光细胞上表达的跨膜糖蛋白，位于感光细胞外节段膜盘
14、边缘，在膜盘的折叠和堆积有重要作用。编码这种蛋白基因突变可引起ADRP和一些种类的黄斑变性类疾病。人们就是通过对这种rds鼠基因突变的研究发现了盘缘蛋白突变在人类遗传性视网膜变性疾病中的作用。rds鼠是一种非转基因，自然发生突变的，相似于人类RP疾病的一种小鼠模型，在rds纯合子中，感光细胞外节不发育，但在生后2周内其它视网膜层表现正常生长状态，随后外核层和外丛状层开始变薄，到23月，变性加快，外核层减少到原来的一半，到9月，周边部视网膜中感光细胞全部丧失，到12月，整个视网膜的感光细胞全部丢失。而视网膜内层包括内核层、内从状层和神经节细胞层保持形态学完整，到后期，出现不规则血管变化，继发其它
15、视网膜细胞丧失。杂合子突变rds鼠有感光细胞外节及膜盘变性和空泡化，外核层相对较好，变性过程发展慢。ERG检测发现，生后1月内有波幅低于正常，但潜伏时间正常，到23月后，波幅进一步降低，同时潜伏时间开始变长，到1年时ERG波形才全部熄灭。一些研究发现给予神经营养因子可延缓rds鼠变性的发展，这些结果给药物和基因干预治疗RP提供了可能。12-1512. Cayouette M, Behn D, Sendtner M, et al. Intraocular gene transfer of ciliary neurotrophic factor prevents death and increas
16、es responsiveness of rod photoreceptors in the retinal degeneration slow mouse. J Neurosci. 1998 Nov 15;18(22):9282-9293.13. LaVail MM, Yasumura D, Matthes MT, et al. Protection of mouse photoreceptors by survival factors in retinal degenerations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998 Mar;39(3):592-602.14. Travis GH, Brennan MB, Danielson PE, et al. Identification of a photoreceptor-specific m
