ASRGL1在视网膜色素变性中的功能研究

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视网膜色素变性(Retinitis Pigmentosa,RP)是一种遗传性的视网膜疾病,其主要病变过程为视网膜色素上皮细胞以及视锥-视杆细胞凋亡,最终导致视网膜的萎缩。全球的RP患者约有150万人,在中国约有40万人。现已发现约100个RP致病基因,大多数的致病基因都有一定的研究,甚至为部分致病基因构建了动物模型来深入研究其在RP中的功能与机制,如ARL2、RHO、IMPG2等基因。ASRGL1是在RP患者中新发现的致病基因,探究ASRGL1在RP中的功能和潜在的分子机制具有重要的意义。ASRGL1蛋白是N端亲核水解酶超家族成员,能催化L-天冬酰胺和异天冬酰胺二肽的水解。含异天冬氨酸的多肽对几种蛋白酶的底物识别和转换有重要的影响,甚至在某些情况下充当蛋白酶抑制剂;且异天冬酰胺肽键的形成是非酶蛋白损伤的最常见来源之一,因为它会在蛋白质骨架中引入一个扭结,可以破坏正常的折叠,导致蛋白质水解的易感性改变或功能丧失,最终导致代谢功能紊乱。总之,ASRGL1蛋白对于清除含有异天冬氨酸的肽和将氨基酸返回代谢池中发挥重要的生理作用。在RP患者中发现了ASRGL1基因致病突变,但是对于ASRGL1在RP中的功能和机制尚未研究,同时缺乏相应的疾病动物模型。基于此我们利用CRISPR/Cas9技术构建了Asrgl1基因全身性敲除的小鼠动物模型来评估其在RP中的作用和潜在的分子机制。Asrgl1基因敲除小鼠再现了RP患者表型,包括视网膜电图(ERG)反应减弱和光感受器进行性退化。Asrgl1敲除小鼠的组织病理学检查显示,在12个月龄时,视网膜杆状细胞外节变短,视紫红质蛋白出现错误定位,以及视锥细胞外节发育受损和进行性锥体细胞死亡。同时在Asrgl1敲除小鼠的视网膜中也观察到胶质增生和视觉细胞凋亡增加。由此可见,Asrgl1在视网膜中具有的重要作用,本研究为Asrgl1突变引起的RP的机制研究和治疗开发提供了新的模型和思路。
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