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全球每三百人中大约有一人是患有全盲或半盲的视网膜退行性疾病,包括年龄相关性黄斑变性、视网膜色素性变性、糖尿病视网膜病变等。这些疾病中视网膜感光细胞退变丧失光电转化能力从而导致失明。尽管感光细胞在逐渐退变,但内层视网膜和中央视觉通路仍然能够保持较长时间的完整,故可以采用基因替代疗法去恢复残存的内层视网膜神经元(比如双极细胞和节细胞)的光敏感性,或者采用药物疗法减缓、停止感光细胞的退变进程。本课题旨在利用这两类方法来治疗感光细胞退变模型小鼠rd1,并通过多电极阵列记录方法检测治疗后节细胞的光反应恢复情况。 本研究首先利用给光型(ON型)双极细胞的特异受体mGluR6启动子,将光敏度高的内源性感光蛋白黑视素(melanopsin)基因定向转导入 rd1小鼠的ON型双极细胞中,然后通过多电极阵列记录方法检测基因转导后rd1小鼠的对光反应恢复情况。基因疗法结果表明:在缺乏感光层的rd1小鼠视网膜中,目的基因黑视素可以选择性地表达于 ON型双极细胞中并且能够恢复部分节细胞的光反应。虽然治疗后的rd1小鼠与正常小鼠相比,节细胞的对光反应幅度仍然较弱,而且敏感性较差,但反应显著高于未治疗小鼠。前期黑白箱行为学实验结果也表明治疗后的rd1小鼠视觉行为有明显提高。 本课题还检测了药物枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides,LBP)能否延缓rd1小鼠视网膜节细胞功能的退变。从小鼠出生后第4天开始,每天腹腔注射枸杞多糖LBP或者PBS直至实验,然后分别在早期(P14)、中期(P20)和晚期(P24)采用多电极记录、视觉行为学和免疫组化检测视网膜结构和功能的保留情况。结果显示,在rd1小鼠视网膜退变的中期和晚期,LBP能够显著提高保持光反应节细胞的有效比例。在rd1小鼠视网膜退变早期、中期和晚期,绝大多数节细胞的光反应强度显著高于未治疗组。总体来说,在rd1小鼠退变早和中期,LBP显著降低了感光细胞退变过程中节细胞异常增加的自发发放;而不同类型节细胞的光反应强度和自发发放频率的变化在各个时期的变化有所不同。光强梯度的检测再次表明,LBP治疗后的rd1小鼠视网膜中各类节细胞的光敏感度均显著性提高。此外,形态学和黑白箱行为学的实验结果也进一步证实了 LBP确实能够延缓rd1小鼠中视网膜感光细胞的退变及视觉反应的消失。我们的实验结果有望为防治视网膜退行性疾病提出一些新的治疗方案。