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原发性开角性青光眼(primary open-angle glaucoma, POAG)在西方国家是主要的致盲性眼病之一。20世纪80年代,我国POAG在青光眼中的构成比为8.18%。随着诊断水平的不断提高,其构成比已经上升至19.25%。POAG由于视网膜神经节细胞(retinal ganglion cell, RGCs)缓慢地进行性损害,导致视盘功能改变,并伴有不可逆的视力缺损。很多POAG患者由于发现视力缺损前来就医,但是此时往往错过了最佳的治疗时机,因此预防与早期诊断是成功治疗POAG的关键。由于RGCs功能的改变是导致POAG的主要原因之一,所以阐明RGCs在POAG发病机制中的作用至关重要。同时,POAG具有很大的遗传倾向,且家族史是危险因素之一,因此从发育生物学角度,揭示视网膜、特别是RGCs的发育对POAG的影响,将为阐明POAG的发病机制提供新的思路与理论依据。大量研究表明视网膜以及RGCs的发育与一系列胚胎发育相关的基因时间与空间的表达,彼此之间相互作用,构成的复杂调控网络有关。本研究选择了Pax6、ATOH7、Brn3a、Brn3b、Isl1与Six1基因作为研究的靶基因,采用SNapshot的方法对一高加索人群进行基因分型检测,其中POAG患者为762例,正常对照为464例。基因分型结果表明ATOH7基因的5个SNP在两组间的分布均无统计学差异。Six1 rs 10483727三种基因型在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Genotypic P= 4.07x10-4),两种等位基因在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Allelic P=5.99x10-4),三种基因型在病例组与对照组间的分布趋势具有统计学意义(Trend P= 5.99x10-4)。Six1 rs3783820两种等位基因在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(AllelicP= 0.042),三种基因型在病例组与对照组间的分布趋势具有统计学意义(Trend P= 0.042)。Brn3a rs9601092两种等位基因在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Allelic P= 0.022),三种基因型在病例组与对照组间的分布趋势具有统计学意义(Trend P= 0.022)。Pax6 rs3026393与rs2239789三种基因型在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Genotypic P分别为1.09x104与1.14x10-4)。ISL1rs2288468三种基因型在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Genotypic P= 0.039),两种等位基因在病例组与对照组间的分布具有统计学意义(Allelic P=0.010),三种基因型在病例组与对照组间的分布趋势具有统计学意义(Trend P= 0.011)。为进一步验证所选择的基因与POAG的关联性,我们建立了三种诱导RGCs缺失的小鼠模型,分别为视神经损伤模型(Crush model),玻璃体内注射NMDA (N-methyl-d-aspartate)诱导视网膜神经节细胞丢失模型(NMDA model)与视网膜缺血诱导高眼压(IOP model)模型。行荧光实时定量PCR检测建模后不同时间点各相关基因的表达。小鼠视神经crush model术后3天和7天行real time PCR结果表明,与对照组相比,Six1基因在术后3天时表达显著升高,术后7天与术后3天相比其表达有所降低,但仍显著高于对照组。与对照组相比,术后3天Brn3a的表达显著降低,此后其表达继续下降,至术后7天时显著低于对照组。而与对照组相比,术后3天Isll的表达显著降低,至术后7天其表达较术后3天有所升高,但仍显著低于对照组。与对照组相比,Brn3b, Pax6的表达未有显著性差异。NMDA注射诱导小鼠视神经节细胞死亡后3天和7天行real time PCR结果表明,与对照组相比,Six1基因在术后7天时表达显著升高。术后3天Brn3a的表达显著降低。Pax6的表达在术后3天显著升高,此后其表达下降,至术后7天时低于对照组,但无显著性差异。与对照组相比,术后3天Isll的表达呈上升趋势,但无显著性差异,至术后7天其表达有所降低,显著低于对照组。Brn3b的表达未有显著性差异。IOP诱导小鼠视神经节细胞死亡后1天和5天行real time PCR结果表明,与对照组相比,Six1基因在术后7天时表达显著升高。术后3天Brn3a的表达显著降低。术后3天Pax6的表达显著升高,此后其表达继续上升,至术后7天时显著高于对照组。术后3天Isll的表达呈下降趋势,至术后7天其表达显著高于对照组。综上所述,我们认为在高加索人群中视网膜神经节细胞调控网络基因Pax6, Brn3a, Brn3b, Isl1与Six1可能与原发性开角型青光眼的遗传易感性有关,特别是Six1基因,而未发现与调控RGCs发育与分化的ATOH7基因与POAG的遗传易感性有关。研究结果尚需大样本、多中心的流行病学研究予以验证。