TRPV4调节钙稳态、细胞骨骼重塑、常规流出和眼压

Krizaj青光眼

青光眼是世界上造成不可逆失明的主要原因。在大多数常见的这种疾病中,视神经会因眼压升高而受损,眼压升高会阻碍液体从眼管内排出。目前还没有治愈的方法,但可以通过降低眼压来治疗。不幸的是,目前市场上所有降低眼压的药物都针对次级引流途径,这只介导5-15%的液体流出。因此,青光眼研究的主要目标是确定通过小梁网组织介导的主要流出通路中的靶点。David Krizaj的团队莫兰眼科研究所犹他大学医学院)正是这样做的。

在一个刚刚发表在《科学报告》上的论文,他们确定TRPV4作为IOP增加的主要小梁靶。这个高度合作的项目将遗传、分子、全动物方法与青光眼生物工程纳米支架模型和药物发现相结合,显示通道的激活模拟了青光眼的小梁变化,而消除TRPV4基因或全身暴露于TRPV4抑制剂可以保护小鼠免受疾病的影响。与格伦·普雷斯特维奇的团队在犹他大学的药物化学研究中,该团队合成了一种新的眼药水,可以将眼压降低到对照组小鼠的水平。通过针对主要流出通路,本研究有望带来新的、有效的治疗方法,以补充目前的青光眼治疗。这项研究的主要作者是。丹Ryskamp, Amber Frye和Tam Phuong博士。

Müller细胞变性过程中的代谢混乱

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这份摘要在今天的2015年会议上发表视力与眼科学研究协会在科罗拉多州丹佛市举行的会议丽贝卡·l·法伊弗布莱恩·w·琼斯而且罗伯特·e·马克

目的:Müller细胞(MCs)在视网膜谷氨酸(E)代谢和碳骨架循环中起关键作用。过程中MCs表现出代谢和形态的变化视网膜变性.这些变化的时间、程度、监管和影响尚不清楚。我们评估了MCs的代谢表型,并评估了它们在变性过程中运输谷氨酸的能力。

方法:采集野生型(WT)兔和视紫红质Tg P347L兔视网膜,将视网膜切片置于滤网上,在含有5mm d-天冬氨酸(D-Asp)、d-谷氨酸(D-Glu)或d-谷氨酰胺(D-Gln)的Ames培养基中培养10分钟,在35℃下观察视网膜的运输和代谢。芯片被固定在混合醛和树脂嵌入的计算分子表型(CMP)的一系列L-和d -氨基酸标记和选择的蛋白质,包括谷氨酰胺合成酶(GS) (J Comp Neurol. 464:1, 2003)。

结果:CMP显示Tg P347L视网膜的各个MCs的代谢物水平有很大差异,产生了混乱的模式。GS明显下降,而谷氨酰胺水平(Q)升高,但不同程度升高。值得注意的是,E水平是可变的,在某些MCs中比正常情况下高得多,但与GS水平没有(负相关)。使用D-Glu, D-Asp和D-Gln的转运实验表明,MC代谢物的改变不是缺陷转运体的产物,与以前的报道相反。这些结果也与传统的基于gs的E-Q代谢和MC表型微环境调控模型不一致。

结论:这些观察得出了三个结论。(1)虽然视网膜变性肯定是触发因素,但MC表型的改变不是对周围微环境的一致反应,而是不协调的个体MC反应。(2)虽然在正常视网膜中GS被认为是负责E向Q转化的主要酶,但在退化状态下,其他途径被揭示出来。(3)先前有假设视网膜变性中的MCs表现出E运输缺陷。我们的实验显示没有运输缺陷。这表明混沌代谢物水平产生于个体MC代谢过程的变化。

Lasker/IRRF关于恢复视力的报告

恢复盲人的视力

我参加了拉斯科/ IRRF倡议2014年3月,“恢复盲人视力”。这是一个伟大的会议,研究领导者致力于各种方法来恢复失去的视觉功能视网膜退行性疾病.会议的目的是确定阻碍研究进展的关键问题,并制定创新建议,以克服这些障碍和加速研究。该倡议准备了一份调查结果报告,ARVO将其作为其在线期刊的特别版发表翻译视觉科学与技术。可在http://tvstjournal.org/toc/tvst/3/7

随函附上该报告的目录,以及约翰·道林的介绍,以使您对与会者讨论的工作范围有一个概念。如果你想要整个报告的pdf格式,你可以在拉斯克的网站上找到它:http://www.laskerfoundation.org/programs/images/irrf_15.pdf.报告的印刷版也可以通过写信给Meredith Graves获得mgraves@laskerfoundation.org

继续阅读Lasker/IRRF关于恢复视力的报告

失明是什么感觉

这对科学家和非科学家都很重要。你可能会惊讶于有多少人不认识盲人或患有致盲疾病的人。你可能会更惊讶,有多少从事视力研究的科学家并不真正知道视力丧失是什么感觉,也不知道与盲人有过类似的接触。就像我之前说的所罗门的审判帖”,每个研究视力和影响视力的疾病的科学家都应该有机会与失明的人呆在一起。对科学工作者来说,坐下来与受他们所研究疾病影响的人交谈是很重要的。”

这段短片的主角,马克患有锥体/杆状营养不良症,原因是ABCA4基因这是一个atp结合盒式转运蛋白家族的编码。克丽丝Palczewski的集团显示这些缺陷最终导致所有跨视网膜在光感受器外节段的积聚,并导致可能的氧化损伤,细胞应激和光感受器毒性。这种光感受器毒性最终导致光感受器细胞死亡和失明。

所罗门的审判

我有幸参加了拉斯克/IRRF倡议的盲人视力恢复全体会议Janelia农场上个月Sanford D. Greenberg先生讲了一个感人又鼓舞人心的故事讲述了他在大学三年级时失去视力的经历哥伦比亚大学.失明的前景绝对和完全地改变了那些受影响的人以及部分或完全失明的人周围的人的生活。用格林伯格先生的话说,他的故事揭示了失明的原始情感,恐惧和焦虑,以及那些与我们一起度过一生的人的同情和爱。最后,还有一个惊喜,它将与音乐爱好者交谈,并让一些更深入的了解一个人,通过他们的工作和音乐感动了全球无数人。

本视频是该事件的文档,由Webvision与您和更广泛的社区分享约翰·道林Lasker/IRRF倡议的主席,以及拍摄视频的Janelia Farm拉斯科基础上,国际视网膜研究基金会而且到2020年消除失明.我们非常感谢格林伯格先生分享他的故事,并允许我们在Webvision上帮助传播他的故事和终结失明的使命。

就我个人而言:虽然我有一些失明或即将失明的朋友,但格林伯格先生的演讲在我看到后的那个晚上一直萦绕在我的脑海中,尤其是因为我所从事的科学领域。每个研究视力和影响视力的疾病的科学家都应该有机会与失明的人呆在一起。对于科学工作者来说,坐下来与受他们所研究疾病影响的人交谈是很重要的。这周,我在与一位同事会面后发现了这一点,这位同事同意与一位患有亚瑟综合症的共同朋友交谈。当我的同事在会后表示,他们从未真正坐下来与患有他们所研究疾病的人交谈过时,我起初感到惊讶。这并不罕见。作为科学家,请注意,不仅仅是视觉科学领域的科学家,我们痴迷于我们研究的细节,完全被工作所驱动,但并不总是环顾四周,与那些疾病是我们研究对象的人交谈。这是这个过程的基础,因为它让人明白了长时间工作、深夜工作和助学金资助的挫折的动机。它迫使我们进行反思,并帮助我们更好地与更广泛的受众交流我们的工作,这对科学进步和资助至关重要。

转基因兔视网膜变性模型中与Müller细胞相关的代谢变化

视网膜RLP

这个摘要今天在2014年的会议上发表视力与眼科学研究协会在佛罗里达州奥兰多举行的会议丽贝卡·l·法伊弗布莱恩·w·琼斯而且罗伯特·e·马克

目的:Müller细胞通过谷氨酸循环在视网膜代谢中发挥核心作用。在视网膜退化过程中,Müller细胞是最先表现出变化的细胞之一,反映在代谢特征和形态的改变上。这些变化的时间、程度和规律尚未完全确定。为了解决这个问题,我们评估了视网膜重塑的多个阶段的Müller细胞代谢表型。

方法:WT兔和P347L兔死后均采集标本。然后视网膜被分成碎片,固定在缓冲醛中,并嵌入环氧树脂。在200nm处切片组织,然后使用一组小分子和大分子标记(天冬氨酸(D),谷氨酸(E),甘氨酸(G),谷氨酰胺(Q),谷胱甘肽(J), GABA (yy),牛磺酸(T), CRALBP,谷氨酰胺合成酶(GS)和GFAP),用计算分子表型(CMP)进行分类。通过在Müller细胞群或周围神经元中选择一个感兴趣的区域,并评估该区域内的信号强度,可以量化氨基酸或蛋白质的水平。

结果:CMP显示在退行性变过程中GS水平总体下降。值得注意的是,我们发现在光感受器几乎完全丧失的区域,邻近的Müller细胞可能表达E、Q和GS代谢特征的独立变化。在这些Müller细胞中也观察到GS:E和GS:Q的比例与WT视网膜中的比例不一致。这些结果与目前Müller细胞表型的E - Q代谢和微环境调控模型不一致。

结论:这些观察表明了两个结论。首先,尽管视网膜的退化状态可能是诱导Müller细胞表达改变的代谢特征的触发器,但代谢状态改变的速率并不纯粹是周围环境的产物,而是单个Müller细胞内部的随机变化。第二,尽管人们普遍认为GS是将Q转化为E作为谷氨酸循环一部分的主要酶,但在退化视网膜中,GS降低后可能会使用其他途径。

支持:NIH EY02576 (RM), NIH EY015128 (RM), NSF 0941717 (RM), NIH EY014800视觉核心(RM), RPB CDA (BWJ), Thome AMD Grant (BWJ)。

色素性视网膜炎2蛋白调节异戊二酰化蛋白到光感受器外段的转运

没有幻灯片标题

这个摘要今天在2014年的会议上发表视力与眼科学研究协会会议由张厚斌,李江,克里斯汀·汉克和沃尔夫冈Baehr

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目的:x -相关色素性视网膜炎(XLRP)是一种破坏性的视网膜变性,在生命早期表现为夜盲症、视野缺陷和视觉功能下降。在体外,RP2作为小GTPase ARL3的GAP, GDI置换因子(GDF)。Rp2基因的突变约占所有xlrp的四分之一。本研究的目的是调查RP2缺失的后果和确定XLRP的致病机制。

方法:通过新生的RP2- egfp表达载体电穿孔法测定光感受器中RP2的细胞内定位。使用含有内含子1基因陷阱的EUCOMM ES细胞系生成Rp2敲除小鼠。用Western blot、免疫细胞化学和视网膜电图(ERG)对敲除小鼠进行特征分析。

结果:RP2-eGFP分布在光感受器内节、轴突和突触末端的质膜上,而不在外节。敲除Rp2基因的小鼠存活,发育正常。ERG记录显示,Rp2基因表达的消融导致锥体和杆状光感受器的缓慢进展变性。在敲除小鼠中,早在一个月龄时,暗斑a波和光斑b波振幅就降低了。Rp2Y/- ERG振幅在6月龄时进一步降低。跨膜光转导蛋白,包括锥视蛋白,到Rp2Y/-光感受器外节段的运输在14月龄前是正常的。在敲除过程中,α和βγ转导蛋白靶向Rp2Y/-外段不受影响,但杆状和锥状PDE6以及GRK1向外段的转运受到阻碍。

结论:RP2分布于光感受器内节的质膜和突触末端。RP2对锥视蛋白的运输和转导到光感受器外节段不是必需的,但调节异戊二烯基化蛋白到光感受器外节段的运输。我们的结果表明,RP2/ARL3可能从其与PDE6D的可溶性复合物中变构释放丙烯酰化蛋白,并将其卸载到供体膜(如TGN囊泡)。.在Rp2敲除中,这一过程受到阻碍。

Arl3杆特异性敲除显示rp样光感受器变性

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这个摘要今天在2014年的会议上发表视力与眼科学研究协会由克里斯汀·汉克、张厚斌、塞西莉亚·d·格斯特纳、珍妮·m·弗雷德里克和沃尔夫冈Baehr

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目的:arf样蛋白3 (Arl3)主要定位于光感受器内段。种系Arl3敲除小鼠不能存活超过ppn 21,并显示多器官纤毛缺陷和视网膜再生(Schrick等人,(2006)。点。J. Pathol. 168, 1288-1298)。因此,我们产生了杆特异性Arl3敲除,以阐明Arl3在光感受器膜相关蛋白运输中的作用。

方法:在EUCOMM细胞系中产生了含有Arl3基因内含子1基因陷阱的敲除。与Flp小鼠交配,然后与iCre75+小鼠交配,产生了杆子特异性敲除。用共聚焦显微镜、ERG和免疫组化方法分析野生型和突变型小鼠的光感受器功能和视网膜形态。利用在细菌中表达的全长重组Arl3多肽合成了一种Arl3特异性多克隆抗体(Ab)。

结果:Western blot检测WT视网膜抗arl3 - ab蛋白,发现20 kDa蛋白在2个月突变体(Arl3flox/flox;iCre75+)视网膜中显著减少。免疫组化显示Arl3主要定位于WT光感受器细胞内段。纯合子杆敲除中不存在Arl3免疫反应性,但在视锥细胞和视网膜内仍然存在。敲除杆和WT小鼠在PN15处的Scotopic和photopic ERGs具有相似的振幅,表明正常的光转导。PN15敲除小鼠的视网膜组织学与WT相当。一个月大的Arl3flox/flox;iCre75+小鼠的暗斑减少(80-90%),但ERG反应正常。在两个月大的敲除小鼠的视网膜中,闪点型ERGs被消灭,而锥型ERGs被高度衰减。1月龄纯合敲除小鼠视网膜ONL有4-5行核,2月龄小鼠视网膜ONL只有1行核。pn15和一个月大的视网膜切片的免疫组化显示,视紫红质运输正常,如ROS的rho1D4标记。两个月大的条件敲除小鼠由于光感受器完全变性而检不到视紫红质。

结论:Arl3的杆特异性敲除显示了快速发展的光感受器退化,敲除小鼠在两个月大时完全失明。外节段发育似乎没有受到Arl3缺失的影响,在P14时杆感光器功能正常。

有趣的文章:α-结晶蛋白缺陷小鼠的RPE细胞死亡机制:mrp1介导的谷胱甘肽外排的新和关键作用

RPE

我遇到了一个发表在PLOS One上的一篇有趣的论文由Parameswaran G. Sreekumar, Christine Spee, Stephen J. Ryan, Susan P. C. Cole, Ram Kannan和大卫·r·辛顿.这篇手稿探讨了一种机制beplay2018官网 (RPE)细胞死亡,有显著发现确定了涉及RPE细胞的疾病的治疗靶点。

作者在探索谷胱甘肽从细胞流出的机制的同时,测试α-结晶蛋白是否具有受谷胱甘肽(GSH)含量变化影响的保护作用。有趣的是,他们发现多重多药耐药蛋白(MRP)尤其在RPE中表达MRP1是MRP1介导了GSH(还原形式)和GSSG(氧化形式)从RPE细胞的外排。此外,他们注意到,抑制MRP1使RPE细胞抵抗氧化应激诱导的细胞死亡途径,相反,过表达MRP1使它们更容易受到氧化诱导的细胞死亡途径的影响。最后作者指出,α-结晶蛋白的抗凋亡功能是由GSH和MRP1共同介导的。

继续阅读有趣的文章:α-结晶蛋白缺陷小鼠RPE细胞死亡的机制:mrp1介导的谷胱甘肽外排的一个新的和关键的作用

有趣的是:基因调节剂,Onecut1对视网膜发育和完整性很重要

F8

这篇论文, Onecut1是必要的水平细胞发生和视网膜完整性神经科学杂志作者吴富国,李仁忠,由美子Umino, Tadeusz J. Kaczynski, Darshan Sapkota,李圣国,Mengqing香Steven J. Fliesler大卫·m·雪莉莫林甘农爱德华多Solessio,Xiuqianμ描述基因调节剂Onecut1被认为是成年后视网膜健康发育和良好视力的关键。

本质上,Onecut1对的形成至关重要水平细胞但这项工作对视网膜退行性疾病的研究至关重要,它意味着水平细胞可能是光感受器细胞存活的必要条件。当然,我们几年前就知道,水平细胞是第一批对视网膜变性作出反应的细胞,通过广泛重塑,但这是一个有趣的结果,表明光感受器直接依赖水平细胞本身生存。