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研究目的:过度光照可诱导视网膜光损伤,从而导致视网膜、黄斑等部位发生退行性病变。MEG3(Maternally expressed gene3,MEG3)作为一个抑癌基因,与多种神经退行性疾病相关,且在多种肿瘤中缺少表达,本研究即通过长链非编码RNA-MEG3(long non-coding RNA MEG3,lncRNA MEG3)沉默探讨其对视网膜感光细胞的保护作用。 研究方法: 1、小鼠暴露于8000LUX强度的白光下,观察不同时间点MEG3的表达规律;小鼠视杆细胞(661w)暴露于2500LUX白光中,观察不同时间点MEG3的表达规律;661w细胞暴露于H2O2(100μmol/L)中,观察不同时间点MEG3的表达,以上均通过qRT-PCR检测MEG3的表达。 2、体内实验:C57BL/6J小鼠玻璃体腔分别注射Scr shRNA、MEG3shRNA、对照组(未注射),在光损伤2周后,qRT-PCR检测各组MEG3表达的变化;分别检查视网膜电图、Tunel(transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-biotin nick end labeling,Tunel)、免疫荧光(anti-Rhodopsin),观察各组光感受器细胞的功能变化及光感受器凋亡的变化。 3、体外实验:661w细胞转染Scr shRNA、MEG3shRNA及对照组,后暴露于2500LUX的白光24小时,qRT-PCR(quantificational real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测各组MEG3表达的变化;MTT3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide,Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide,MTT)检查细胞活性;Calcein-AM/PI(钙黄绿素/碘化丙啶)染色测定细胞死亡。 4、机制研究:RNA Pull-down:通过生物素化的MEG3或反义MEG3RNA拉下实验,检测P53量的变化;在661w细胞的提取物中使用p53抗体进行RIP(RNA immunoprecipitation,RIP)实验;Western blot检测光损伤24h后661w细胞中Bax或Bcl-2表达;caspase3/7活性检测。 研究结果: 1、随着光照时间的增加,小鼠视网膜MEG3的表达水平增高;四组间差异有统计学意义。 2、体内实验:光损伤导致a和b波振幅明显降低,MEG3沉默可以减少光诱导视网膜功能下降;Tunel检测显示,光照导致了显著的视网膜细胞凋亡(Tunel阳性)数量增加,沉默MEG3的表达后,显著降低视网膜细胞的凋亡;在光损伤后视网膜外核层(outer nuclear layer,ONL)变薄,MEG3沉默后,外核层变薄程度减轻,MEG3沉默后对视网膜光损伤后光感受器细胞的保护作用;视网膜anti-Rhodopsin检测发现MEG3沉默组视网膜光损伤组视紫红质染色信号明显减少,MEG3沉默可明显减少视紫红质染色信号的减少。 3、体外实验:661w细胞转染了MEG3干扰病毒后,MEG3的表达明显降低:MTT法显示MEG3沉默部分提高了光诱导661w细胞的存活率。通过Hoechst33342染色和Calcein-AM/PI染色再次确认了,MEG3沉默显著降低了光诱导视网膜细胞死亡。 4、机制研究:MEG3能够在p53-MEG3蛋白复合体中与MEG3相互作用;使用p53抗体进行RIP实验,实时荧光定量PCR检测表明,p53存在于MEG3基因复合物中,RNA pulldown和RIP实验揭示了p53和MEG3的直接相互作用;MEG3沉默显著上调抗凋亡蛋白(Bcl-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2))和下调促凋亡蛋白(Bax(Bcl-2Associated X Protein,BAX))表达;MEG3沉默显著降低caspase3/7(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)活性。 研究结论: 光刺激视网膜无论在体内还是体外均可导致MEG3表达明显上调,MEG3沉默可减少视网膜光损伤;在体外,MEG3沉默可保护661w细胞对光诱导的细胞调亡;MEG3通过p53介导的转录通道调节感光细胞凋亡。