Nr2e3 KO小鼠在揭示視網(wǎng)膜色素變性疾病機(jī)制中的應(yīng)用

“眼睛是心靈的窗戶”，這道窗戶如何向我們展示色彩斑斕的世界呢？答案就在視網(wǎng)膜上的數(shù)百萬(wàn)個(gè)視錐細(xì)胞中。人類(lèi)視網(wǎng)膜有三種不同類(lèi)型的視錐細(xì)胞，它們分別對(duì)不同波長(zhǎng)的光敏感。這些視錐細(xì)胞對(duì)強(qiáng)光和顏色具有高度的分辨能力，負(fù)責(zé)在光線充足的環(huán)境中將接收到的特定光能轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)，并向大腦傳遞色彩和細(xì)節(jié)的視覺(jué)信號(hào)。當(dāng)這三種視錐細(xì)胞的視覺(jué)信號(hào)合成后，就形成了我們看到的五彩斑斕的世界。然而，今天的主角——NR2E3基因突變會(huì)擾亂正常的光感過(guò)程，使視網(wǎng)膜增加對(duì)藍(lán)光敏感性，導(dǎo)致以兒童期夜盲為主要特征的藍(lán)錐細(xì)胞增強(qiáng)綜合征（ESCS）。
 

視錐-視桿細(xì)胞在視覺(jué)信號(hào)傳遞中的地位[1]

NR2E3的基本作用
NR2E3蛋白，也被稱為視網(wǎng)膜特異性核受體（PNR），是視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞的孤兒核受體。作為一種配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子，NR2E3參與調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和成人細(xì)胞正常功能的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。NR2E3在視網(wǎng)膜桿狀細(xì)胞的發(fā)育中起到激活作用，而在錐狀細(xì)胞的發(fā)育中則起到抑制作用。它能夠結(jié)合多種桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞特異性基因的啟動(dòng)子區(qū)域，增強(qiáng)視桿細(xì)胞中視紫紅質(zhì)的表達(dá)，并抑制錐狀細(xì)胞中M-視蛋白和S-視蛋白的表達(dá)^[2]。視網(wǎng)膜內(nèi)存在的L-視錐細(xì)胞、M-視錐細(xì)胞和S-視錐細(xì)胞也被稱為“紅色視錐細(xì)胞”、“綠色視錐細(xì)胞”和“藍(lán)色視錐細(xì)胞”，但這并不意味著它們只能識(shí)別特定的顏色。實(shí)際上，這表示它們能識(shí)別波長(zhǎng)的大致范圍，即長(zhǎng)波長(zhǎng)（L）、中波長(zhǎng)（M）和短波長(zhǎng)（S）。
 

NR2E3抑制前體細(xì)胞向視錐細(xì)胞分化，并促進(jìn)其特化為視桿細(xì)胞^[2]

NR2E3突變導(dǎo)致視錐細(xì)胞失衡
NR2E3蛋白在DNA結(jié)合域（DBDs）和配體結(jié)合域（LBDs）的突變會(huì)導(dǎo)致視蛋白在S-視錐細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)，這會(huì)增強(qiáng)S-視錐細(xì)胞活躍度并降低L-視錐細(xì)胞和M-視錐細(xì)胞活躍度。這種視錐細(xì)胞活動(dòng)的失衡增加了患者對(duì)藍(lán)光的敏感性^[2]。
 

人類(lèi)NR2E3致病突變多發(fā)于DNA結(jié)合域（DBDs）和配體結(jié)合域（LBDs）^[2]

在藍(lán)錐細(xì)胞增強(qiáng)綜合征（ESCS）患者中，S-視錐細(xì)胞數(shù)量比正常情況下多，而L-視錐細(xì)胞和M-視錐細(xì)胞則出現(xiàn)退化�；颊叩陌Y狀包括兒童期夜盲、屈光性調(diào)節(jié)性內(nèi)斜視、眼球震顫、視力下降、白天盲和視網(wǎng)膜病變。大部分患者的視網(wǎng)膜會(huì)出現(xiàn)沿血管弓形區(qū)的錢(qián)幣狀色素變化和后極部的黃白色視網(wǎng)膜下病變，可能會(huì)進(jìn)展為更典型的色素性病變^[3]。
 

NR2E3突變?cè)斐伤{(lán)色視錐細(xì)胞中視蛋白過(guò)度表達(dá)，導(dǎo)致對(duì)藍(lán)光的敏感性增強(qiáng)^[4]

視網(wǎng)膜疾病是一類(lèi)對(duì)視力功能損傷極大的疾病，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，是導(dǎo)致人類(lèi)視力嚴(yán)重喪失的主要原因，因此，相關(guān)藥物和療法的研發(fā)十分迫切。賽業(yè)生物開(kāi)發(fā)了多款疾病和人源化小鼠模型，以助力研究該領(lǐng)域的研究。Nr2e3 KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001425）是我們最新推出的視網(wǎng)膜色素變性（RP）家族模型，可用于研究與NR2E3相關(guān)的藍(lán)錐細(xì)胞增強(qiáng)綜合征（ESCS）。以下是該模型的表型信息。

Nr2e3 KO小鼠眼部存在明顯黃白色視網(wǎng)膜下斑點(diǎn)病變
光學(xué)相干斷層掃描（OCT）和眼底鏡（Fundus）檢測(cè)的結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，Nr2e3 KO純合小鼠眼部存在明顯的黃白色視網(wǎng)膜下斑點(diǎn)病變，這與人類(lèi)患者的視網(wǎng)膜表型相似。
 

Nr2e3 KO雜合和純合小鼠以及野生型小鼠的光學(xué)相干斷層掃描和眼底鏡檢測(cè)

Nr2e3 KO小鼠視網(wǎng)膜光感知功能出現(xiàn)障礙
視網(wǎng)膜電圖（ERG）檢測(cè)結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，Nr2e3 KO純合小鼠在暗適應(yīng)（Scotopic）ERG中的a波振幅明顯降低，這表明其存在眼部光感功能障礙。
 

Nr2e3 KO純合小鼠和野生型小鼠（WT）視網(wǎng)膜電圖（ERG）檢測(cè)
 

總  結(jié)

Nr2e3 KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001425）視網(wǎng)膜存在明顯的黃白色病理性斑塊且暗適應(yīng)ERG的a波形振幅降低，表明該模型存在視網(wǎng)膜色素變性和光感受器功能的障礙。因此，Nr2e3 KO小鼠可用于藍(lán)錐細(xì)胞增強(qiáng)綜合征（ESCS）和視網(wǎng)膜色素變性（RP）等視網(wǎng)膜疾病的研究。

NR2E3基因在視網(wǎng)膜中的作用不局限于調(diào)控感光細(xì)胞的發(fā)育和維持，還在神經(jīng)保護(hù)、感光細(xì)胞功能、細(xì)胞凋亡、免疫反應(yīng)和細(xì)胞存活等過(guò)程起重要作用。Ocugen已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出基于AAV載體的NR2E3基因療法，并在臨床試驗(yàn)中取得了積極的效果^[5]。在臨床前研究中，Ocugen使用了Rd1小鼠（Pde6b缺失）、Rho KO&Rho P23H小鼠（Rho缺失）、Rd16小鼠（Cep290突變）和Rd7小鼠（Nr2e3突變）等多種視網(wǎng)膜色素變性（RP）小鼠模型。數(shù)據(jù)顯示，在治療后，以上所有小鼠模型的臨床、組織學(xué)和分子疾病表型都得到改善^[6-7]。

這些結(jié)果表明，NR2E3基因治療可能是一種廣譜療法，可以治療由不同基因突變引起的視網(wǎng)膜色素變性（RP）。此外，賽業(yè)生物眼科研究平臺(tái)能夠提供與所有這些基因相關(guān)的視網(wǎng)膜色素變性（RP）研究模型，并能提供完整的眼科CRO全流程服務(wù)。