摘要:视网膜色素变性 (RP) 患者的视锥细胞感光功能丧失严重影响了患者的中心视力、日常视力以及生活质量。视锥细胞的丧失是视杆细胞退化的结果,其方式与 RP 相关的许多基因的致病突变无关。我们探索了这一现象,并提出视杆细胞的丧失会触发由核氧还蛋白样 1 ( NXNL1 ) 基因编码的视杆衍生视锥细胞活力因子 (RdCVF) 表达的减少,从而中断视杆细胞和视锥细胞之间的代谢和氧化还原信号传导。在提供支持这一机制的科学证据后,我们提出了一种恢复这种丢失的信号并防止 RP 动物模型中视锥细胞视力丧失的方法。我们还解释了如何恢复这种信号以防止该疾病动物模型的视锥视力丧失,以及我们计划如何通过使用腺相关病毒载体施用编码营养因子 RdCVF 和硫氧还蛋白酶 RdCVFL 的 NXNL1 产物来应用这种治疗策略。我们详细描述了该转化计划的所有步骤,从药物设计、生产、生物验证,到未来临床试验所需的分析和临床前资格,如果成功,将为这种无法治愈的疾病提供治疗方法。
摘要:NR2E3 是一种核激素受体基因,是视网膜视杆光感受器正确发育所必需的。视杆细胞前体中 NR2E3 蛋白的表达会抑制视锥细胞特异性基因表达,并与 NRL 等其他转录因子协同激活视杆细胞特异性基因的表达。涉及 NR2E3 的致病变异会导致一系列视网膜病变,包括增强型 S 视锥综合征、Goldmann-Favre 综合征、视网膜色素变性以及聚集性色素性视网膜变性,且基因型-表型相关性的证据有限。NR2E3 相关疾病的一个共同特征是异常多的视锥细胞(对短波长光敏感的 S 视锥细胞)数量。小鼠研究支持了这一特征,小鼠研究还表明,Nr2e3 功能的丧失会导致光感受器发育为介于视杆细胞和视锥细胞之间的细胞。虽然目前尚无治疗 NR2E3 相关视网膜病变的方法,但正在研究多种新兴治疗策略,包括使用病毒基因疗法和基因编辑,这些策略已显示出对未来治疗 NR2E3 变异患者和其他遗传性视网膜疾病的希望。本综述详细概述了目前对 NR2E3 在正常发育和疾病中的作用的理解,以及相关的临床表型、动物模型和治疗研究。
对光高度敏感,因此我们可以在低照度下看东西。 它无法分辨精细的细节,并且容易受到光饱和的影响。 这就是我们从黑暗的房间走到阳光下时会暂时失明的原因:视杆细胞一直处于活跃状态,并被突然的光线饱和。 视锥细胞 视锥细胞是眼睛的第二种受体。 它们对光的敏感度不如视杆细胞,因此可以忍受更多的光线。 视锥细胞有三种,每种对不同波长的光敏感。 这使我们能够看到彩色图像。眼睛有大约 600 万个视锥细胞,主要集中在视网膜中央凹。 中央凹是视网膜的一小部分,图像可在此固定。 盲点 盲点也位于视网膜上。 尽管视网膜主要被光感受器覆盖,但在视神经进入眼睛的地方有一个盲点。 盲点没有视杆细胞或视锥细胞,但我们的视觉系统会对此进行补偿,所以在正常情况下我们无法意识到它。 神经细胞 视网膜还有专门的神经细胞,称为神经节细胞。 有两种类型: X 细胞:这些细胞集中在中央凹,负责早期检测模式。 Y 细胞:这些细胞在视网膜中分布更广泛,负责早期检测运动。 视觉感知 了解眼睛的基本构造有助于解释视觉的物理机制,但视觉感知不止于此。 视觉器官接收到的信息必须经过过滤并传递给处理元素,以便我们识别连贯的场景,消除相对距离歧义并区分颜色。 让我们看看我们如何感知大小和深度、亮度和颜色,它们对于有效的视觉界面的设计都至关重要。
如果图像足够小,仅落在中央凹的中心,则依赖于 S 视锥细胞的颜色辨别能力将受到损害。图 3.3 对此进行了说明。当观察距离很近时,每个圆圈的视角都对应几度,具有正常色觉的人很容易区分黄色和白色以及红色和绿色。但是,从几英尺远的地方观察,黄色和白色将无法区分。这被称为小视野三色盲,因为三色盲是完全缺乏 S 视锥细胞的人。无论图 3.3 中的黄色和白色有多大,三色盲都无法区分它们。在某些小视野下,即使是正常人也会表现得像三色盲。请注意,即使从远处看,红绿对仍然可以辨别,因为 S 锥体对于这种辨别不是必需的。因此,小视野效应仅限于依赖于 S 锥体 5 的辨别。(注意:由于再现颜色的技术困难,具有正常色觉的人可能仍然能够辨别远处的黄色和白色半圆。)
遗传性视网膜病变是一种毁灭性疾病,在大多数情况下缺乏治疗选择。由于此类疾病中发现的突变种类繁多,因此无论潜在的遗传病变如何,减轻病理生理的疾病修饰疗法都是可取的。我们测试了一种基于系统药理学的策略,该策略通过 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 调节抑制细胞内 cAMP 和 Ca2+ 活性,使用坦索罗辛、美托洛尔和溴隐亭共同给药。该治疗改善了 Pde6 β rd10 和 RhoP23H/WT 视网膜色素变性小鼠的视锥光感受器功能并减缓了退化。在 PDE6A-/- 狗中,经过 7 个月的药物输注后,视锥变性得到适度缓解。该治疗还改善了 Leber 先天性黑蒙 Rpe65-/- 小鼠模型中的视杆通路功能,但不能防止视锥变性。 RNA 测序分析表明,接受药物治疗的 Rpe65-/- 和 rd10 小鼠的代谢功能得到改善。我们的数据表明,通过多种受体作用改变第二信使水平的儿茶酚胺能 GPCR 药物组合可提供一种潜在的改善视网膜变性的疾病疗法。
标准的其他部分使用(或基于)术语“流明”,但流明是针对人类的。流明基于人类视觉系统(基于眼睛视网膜中的视锥细胞的数学函数),但植物没有视锥细胞,因此需要不同的度量标准。该标准采用光合光效 (PPE) 作为园艺照明要求的度量标准。PPE 认识到植物通过光合作用产生能量。PPE 是每单位能量产生的可见光、红外光和紫外光的量度。PPE 的单位是微摩尔 (µmol) 每焦耳 (J)。您不必翻阅化学教科书 - µmol/J 值越高,光源提供每输入电能的光合光子通量就越高效。PPE 是在 ANSI/ASABE S640《植物(光合生物)的电磁辐射量和单位》中开发的一种度量标准。
摘要:视网膜色素变性是一种遗传性视网膜营养不良症,由于视杆细胞逐渐退化,视锥细胞随后非细胞自主性死亡,最终导致失明。视紫红质是本病中最常见的突变基因。本文利用 CRISPR/Cas9 技术,在两种非洲爪蟾(非洲爪蟾和热带爪蟾)中开发了基于视紫红质基因编辑的视网膜色素变性模型。在这两种蟾蜍中,视紫红质功能的丧失都会导致大量视杆细胞变性,其特征是外节逐渐缩短,偶尔会出现细胞死亡,随后视锥细胞形态恶化。尽管这些退化环境看似相似,但我们发现 Müller 神经胶质细胞在非洲爪蟾和热带爪蟾中的行为不同。虽然非洲爪蟾中相当一部分穆勒细胞重新进入细胞周期,但它们在热带爪蟾中的增殖仍然极其有限。因此,这项研究揭示了近亲物种对视网膜损伤的不同反应。这些模型应该有助于我们在未来加深对进化过程中塑造再生的机制的理解,而脊椎动物之间存在巨大差异。
NR2E3 编码一个孤儿核受体,该受体在光感受器中起转录激活剂和抑制剂的双重功能,是视锥细胞命运抑制以及视杆细胞分化和体内平衡所必需的。该基因突变会导致色素性视网膜炎 (RP)、增强型 S 视锥综合征 (ESCS) 和 Goldmann-Favre 综合征 (GFS)。据报道,一种 Nr2e3 异构体包含所有 8 个外显子,第二种 — 以前未报道 — 较短的异构体仅跨越前 7 个外显子,其功能仍然未知。在这篇数据文章中,我们通过使用 CRISPR/Cas9-D10A 切口酶靶向 Nr2e3 的外显子 8 设计并生成了两种新型小鼠模型,以剖析这两种异构体在 Nr2e3 功能中的作用并阐明 NR2E3 突变引起的不同疾病机制。这种策略产生了几个经过修饰的等位基因,改变了最后一个外显子的编码序列,从而影响了转录因子的功能域。等位基因 27 是 27 bp 的框内缺失,消除了二聚化域,而等位基因 E8(外显子 8 的完全缺失)只产生了缺乏二聚化和抑制域的短同种型。两者的形态和功能改变
通过使用视觉作为输入,最容易理解识别普遍性的过程。这些程序和结论同样适用于其他感官或任何连贯或系统的输入系统。出于此处的目的,样本被投射到屏幕(或眼睛的视网膜)上。但是,屏幕不是连续的。相反,它被分成一个或多或少均匀分布的基本上相同的传感器阵列(视网膜的“视杆细胞和视锥细胞”)。每个单独的传感器只能以开关方式记录(目前);也就是说,如果投射到屏幕上并落在特定传感器上的图像部分是亮的,则传感器处于开启状态,如果是暗的,则传感器处于关闭状态。