示踪病毒工具在小鼠视觉环路各级神经元功能和形态研究中的应用

目的利用病毒工具研究视网膜到脑的神经环路中神经细胞的形态结构及细胞之间的联系方式,并根据其示踪方向性和跨细胞突触性质,探索其用于研究视觉环路中细胞形态和连接分布情况。方法应用随机数字表法将6~8周龄实验小鼠随机分组,每组4只。野生型C57BL/J小鼠用于荧光金、腺相关病毒(AAV)、伪狂犬病毒(PRV)和1型单纯疱疹病毒129株(H129)示踪实验;转基因鼠GAD2-Cre小鼠用于AAV的示踪实验;转基因鼠Thy1-Cre小鼠用于狂犬病毒(RV)跨单突触示踪实验。病毒方向选择性示踪:(1)逆向示踪在小鼠双侧上丘注射逆向神经示踪剂荧光金、AAV、PRV或RV,在特定时间点处死小鼠并取视网膜铺片,观察投射到脑的视网膜细胞形态分布和数量;(2)顺向示踪在小鼠玻璃体腔注射H129等顺向示踪剂,在相应时间点取小鼠的大脑切片,观察视网膜投射到脑的细胞形态分布和数量。结果逆向标记中,荧光金标记到的视网膜神经节细胞比AAV标记到的数量更多,但AAV标记的神经节细胞有更多细胞突起的精细结构,荧光金仅能标记细胞的胞体。玻璃体腔注射H129和视觉投射脑区定位注射PRV能跨多突触后显示环路中串联起来的细胞分级投射。跨单突触示踪病毒,RVG缺失的重组RV在结合辅助病毒后,可有效逆向跨1个突触,标记下一级的细胞。结论 AAV病毒通过其携带的荧光蛋白可研究细胞精细的形态学特征。H129、PRV和RV可用于研究视觉环路中神经连接。结合Cre/loxP、Caspase-3、DTA、Gcamp等基因元件技术,病毒工具能精确调控表达特定类型细胞的功能,同时进行非常细致的视觉功能和形态研究。

遗传性视网膜疾病腺相关病毒载体基因治疗新进展

腺相关病毒载体(AAV)是目前最重要的病毒工具,已在基因治疗领域得到广泛应用;因其具有体积小、无包膜、无致病性等特点,故而是治疗遗传性视网膜疾病的主要手段之一。目前针对原癌基因酪氨酸激酶基因治疗视网膜色素变性、ND4基因治疗Leber遗传性视神经病变以及Rab伴随蛋白-1基因治疗无脉络膜症的临床试验均发现约一半的患者视力改善。针对AAV基因治疗Leber先天性黑矇、X连锁视网膜劈裂症、全色盲以及老年性黄斑变性的临床试验也正在开展。而关于Stargardt病、Usher综合征、真性小眼球的AAV基因治疗尚在动物实验或理论阶段。目前AAV基因治疗主要用于隐性遗传性视网膜疾病,对于显性遗传性视网膜疾病需采用成簇规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9技术等来干预。对于遗传性视网膜疾病的治疗,这将是一个重要且复杂的系统性工程,需投入更多人力物力共同参与和研究,期待在不久的将来能有大的突破。