助力视网膜色素变性治疗新方法的研究

作者：杨超月

助力视网膜色素变性治疗新方法的研究——RPGR基因敲除小鼠【每周一鼠】

2022-05-16 21:11 来源:赛业生物

原标题：助力视网膜色素变性治疗新方法的研究——RPGR基因敲除小鼠【每周一鼠】

视网膜色素变性是一种发病率很高的眼科疾病，患者会有视野缺失、夜盲甚至失明的临床症状，严重影响患者的日常生活，还容易使患者产生负面情绪，RPGR基因的致病性突变会导致X染色体连锁遗传视网膜色素变性（XLRP），XLRP更是具有发病早，对视力损害严重的特点。

赛业生物《每周一鼠》，每周五更新，为大家讲解一个小鼠模型的故事，希望对大家了解不同的小鼠模型有所帮助。今天和大家见面的是RPGR基因编辑小鼠。

RPGR基因简介

RPGR基因是X染色体连锁遗传视网膜色素变性（XLRP）相关基因中起到重要作用的基因之一。人类RPGR基因位于X染色体的短臂（Xp21.1），可以表达至少10种选择性转录本，其中5种可以编码蛋白质。人RPGR的两个主要选择性剪接转录本的蛋白质已经研究成熟，包括RPGREx1-19和RPGRORF15。

图1.RPGR的基因相关信息

RPGREx1-19含有815个氨基酸残基，N端包含了6个完整的RLD结构域，C端为异戊二烯化修饰结构（CAAX），广泛表达于包括视网膜的各种组织。RPGRORF15含有1152个氨基酸残基，由1-14号外显子及部分ORF外显子编码，主要在视网膜表达。外显子包含RPGR基因第15号外显子及部分第15号内含子，C端有高度重复的谷氨酸-甘氨酸序列，是RPGR基因的一个突变热点，该区域序列突变导致的疾病约占XLRP的63%。ORF15突变导致的疾病比较温和。突变在RLD上时，其临床表现较为严重。RP病例中，10-15%由RPGR基因突变引起，而在XLRP病例中，这一比例高达70-90%。大多数女性携带者的症状比较轻微，这种现象与X染色体随机失活有关。RPGR蛋白可以与RPGRIP1和CEP290蛋白互做，与纤毛门相关功能有关，可以参与调节蛋白质转运。

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图2. RPGR基因两种转录本的差异[6]

RPGR相关疾病介绍

视力障碍影响了无数人的生活，视网膜变性（retinal degeneration）是一种因视网膜退化引起的疾病，其中以视网膜色素变性（retintis pigmentosa，RP）最为常见，视网膜色素变性（retinitis pigmentosa，RP）是一种累及视锥细胞（cone cell）、视杆细胞（rod cell）与视网膜色素上皮细胞（retinal pigment epithelium，RPE）的视网膜退行性疾病，根据有无明确的致病原因以及是否合并其他全身症状，可分为原发性/继发性RP和综合征/非综合征型RP。基因治疗关注的主要是原发性非综合征型RP，其中X染色体连锁遗传视网膜色素变性（XLRP）具有发病早、损害最为严重的特点，而RPGR是XLRP相关基因中起到重要作用的基因。

RP在不同地区的患病率存在一定的差异，全球范围内约为1/4000（1/9000-1/750），2013年我国华北地区的患病率调查结果为1/4000，以此推测全国患者可达325000人。RP主要引起进行性视野缺损、夜盲并逐渐损害中心视力，最终导致失明，严重影响患者的日常生活，容易产生沮丧、焦虑、抑郁、忧虑和恐惧等负面情绪。RP的典型临床症状为夜盲（nyctalopia）/暗适应功能（dark adaptation，DA）下降和进行性视野缺损，随着疾病的进展中心视力逐渐受到损害，部分患者还可伴有色觉障碍（dyschromatopsia）、闪光感（photopsia）、畏光（photophobia）和视幻觉（visual hallucination）。

RPGR基因敲除小鼠

目前比较常用的XLRP动物模型，包括一种具有天然RPGR突变的小鼠和两种基因工程小鼠模型。

有研究人员报道了一种Rpgr敲除小鼠模型，该小鼠是通过将4-6号外显子用一个抗生素筛选标记替代的方式构建，该方式使两种RPGR转录本都被截短。基因敲除小鼠早期因为RPGR的缺失，而导致视蛋白错误定位到内端，还能引起GFAP蛋白的上调，进而导致视网膜变性。六月龄基因敲除小鼠的感光细胞明显减少，视网膜功能降低。视网膜电图（ERG）结果显示暗视和明视振幅分别降低约25%和约30%。