信号通路研究论文

研究背景眼科最常见致盲眼病有白内障、青光眼、糖尿病视网膜病变和黄斑病等，其中青光眼是继白内障后的第二致盲原因，物流开题报告毕业论文。我国青光眼的发病率为，患病人数约为700万。2006年资料显示世界青光眼发病人数到20xx年将达到7000万，双眼盲目人数达到840万(Quigley et al.，20xx)。众多的青光眼患者和青光眼盲者，不仅给患者带来极大的身心痛苦，而且还造成社会和经济的巨大负担，因此，预防、控制及治疗青光眼十分重要且迫切！青光眼是一种由于病理性眼压增高导致的具有特征性视神经结构损伤和视野缺损为表现的神经性退行性视神经病变，其最终的结局是视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡、视功能逐渐丧失(Buckingham et al.，20xx)。

目前已有大量保护RGCs的研究结果，主要包括：改善视乳头微循环、谷氨酸途径抑制剂、神经营养因子，诱导热休克蛋白表达及抗氧化治疗等。然而，青光眼的发病机制至今尚未完全阐明。信号转导、受体通道研究在RGCs损伤与保护中的作用近年来正得到关注。最新的研究方向和靶点之一是关于能感受压力的受体通道可能参与传递病理刺激造成神经损伤(Quigley et al.，2006)。TRPC6(Transient receptor potential，C6)是一个新发现的、压力敏感、参与神经元存活与凋亡的钙离子通透膜通道蛋白。

本人曾参与课题"TRPC6通道在视网膜缺血再灌模型中对视网膜神经节的保护作用"的研究，并获得了有价值的前期研究结果：较为全面而精确的定位了TRPC6通道基因和蛋白在SD大鼠视网膜、尤其是RGCs上的表达和分布，TRPC6在RGC层上有选择性的高表达；探讨了TRPC6在大鼠视网膜缺血再灌(Ischemia reperfusion,IR)损伤过程中的表达变化，TRPC6基因和蛋白在视网膜缺血损伤中的再灌注后24小时，出现一过性的表达升高；在体的药理学实验结果显示，其激动剂OAG具有保护视网膜IR模型诱导的RGCs免受损伤，而拮抗剂SKF96365则促进了RGCs凋亡的发生，本研究拟进一步探讨TRPC6的作用机制。研究发现，脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)与TRPC通道在信号转导、调控细胞存活的过程中有密切的联系。

20xx年4月中国科学院上海神经科学研究所王以政研究员课题组在Nature Neuroscience上发表论文，首次证实过表达TRPC6/TRPC3可保护小脑神经元对抗因血清剥夺而导致的细胞死亡，且发现BDNF位于TRPC3/6介导的细胞保护信号通路的上游(Tai et al.，20xxa；Jia et al.，20xx)。本课题拟探讨BDNF介导TRPC6通道蛋白保护视网膜跟模型诱导的RGCs免受损伤的作用机制，对深入阐明青光眼的发病机制，为临床干预治提供新的思路和药物干预靶点，具有一定的现实意义。

本课题的研究主要分为以下二部分：

第一部分视网膜IR模型中调控TRPC通道时BDNF的表达变化

一、研究目的

在SD大鼠视网膜IR模型中检测bdnf基因不同再灌注时间点的表达变化，同时检测抑制TRPC通道时BDNF蛋白水平变化、探讨其表达类型对RGCs凋亡的影响。

二、研究方法

1、在视网膜IR模型中检测bdnf基因的表达。采用视神经血管钳夹法建立视网膜IR模型，夹闭视网膜血供60分钟，分别于再灌注后3小时、24小时、48小时、7天处死大鼠，摘取眼球，显微镜下剥离视网膜，提取视网膜总RNA，利用反转录多聚酶链反应(RT-PCR)及实时荧光定量PCR(Real-time PCR)测定bdnf基因表达变化。

2、抑制TRPC通道时检测BDNF蛋白的表达。建立大鼠视网膜IR模型，于视网膜缺血术前30分钟，右眼通过玻璃体腔注射TRPC拮抗剂SKF96365为实验组，左眼注射溶剂PBS为阴性对照组，分别于再灌后3小时、6小时、12小时、24小时、48小时、72小时处死大鼠，摘取眼球，显微镜下剥离视网膜，提取视网膜总蛋白，蛋白质免疫印迹(Western blot)检测BDNF在视网膜组织中的蛋白表达水平，开题报告《物流开题报告毕业论文》。

3、抑制TRPC通道时检测bdnf基因的.表达。将SD大鼠分为4组，分别进行如下处理：

第一组，对眼球进行假手术，只行视神经分离术，不行视网膜缺血手术；

第二组，建立视网膜IR模型；第三组于视网膜缺血术前30分钟，通过玻璃体腔注射PBS溶液，然后再建立视网膜IR模型；第四组于视网膜缺血术前30分钟，通过玻璃体腔注射注射SKF96365，然后再建立视网膜IR模型。所有大鼠于再灌注后24小时处死，摘取眼球，显微镜下剥离视网膜，提取视网膜总RNA，Real-time PCR测定bdnf基因表达变化。

三、研究结果

RT-PCR及Real-time PCR结果显示bdnf mRNA在再灌注后3小时开始出现升高，24小时出现表达高峰，是对照组的倍(p<，N=6)；Western blot结果显示应用SKF96365抑制TRPC通道后，BDNF的前体蛋白(precursor for BDNF，proBDNF)表达量升高，并于再灌注后24小时达到高峰，是对照组的倍(p<，N=6)，而成熟型BDNF(mature BDNF，mBDNF)在整个再灌注过程中未见明显变化。缺血再灌注24小时，IR+SKF96365组bdnf的基因表达水平分别是假手术组、IR组、IR+PBS组的、、倍，与IR+PBS组有统计学差异(p<，N=6)。四、小结在IR模型中，bdnf基因的时间表达谱早于trpc6(trpc6的mRNA水平在再灌后是12小时开始升高)，提示BDNF可能位于TRPC6介导的细胞保护作用的上游。当TRPC通道受到抑制时，bdnf的基因水平和proBDNF蛋白水平都升高，表明bdnf的转录和翻译水平都有提高，但mBDNF没有变化，提示TRPC通道反馈性影响BDNF翻译后修饰的过程。

第二部分ProBDNF-p75NTR信号通路在视网膜IR模型诱导的RGCs损伤中的作用

一、研究目的探索p75NTR信号通路在视网膜IR诱导的RGCs损伤中的作用。

二、研究方法使用荧光金(fluorogold，FG)通过上丘注射对活体SD大鼠RGCs进行逆行标记，在充分标记后(7天)，建立视网膜IR损伤模型，于视网膜缺血术前30分钟通过右眼玻璃体腔注射p75NTR信号通路拮抗剂TAT-pep5进行干预，且同时左眼注射溶剂DMSO为阴性对照，分别于再灌后24小时、48小时、72小时、7天处死大鼠，常规心脏灌流取视网膜，平铺后荧光显微镜下行RGCs计数，对结果进行统计分析。

三、研究结果统计分析结果显示，在再灌注后48小时，玻璃体腔注射p75NTR信号通路拮抗剂TAT-pep5组较之注射溶剂DMSO对照组显著增加RGCs的数目(p<，N=6)。

四、小结在IR模型中proBDNF-p75NTR信号通路可能参与抑制TRPC通道诱导的促进RGCs死亡的过程。结论本研究提示BDNF可能是TRPC6通道蛋白保护视网膜IR模型诱导的RGCs免受损伤的上游通路，当TRPC通道受到抑制时，能反馈性影响BDNF转录后翻译修饰的过程，导致proBDNF量的累积，提高与p75NTR受体结合率，从而诱导促进RGCs死亡。这一发现有助于增进我们对青光眼发病机制的认识和研究，并为临床上进行药物干预和治疗提供新的思路和途径。

关键词：青光眼；脑源性神经营养因子(BDNF)；TRPC6离子通道；视网膜缺血再灌注(IR)损伤；视网膜神经节细胞(RGCs)；神经保护。

（*通讯作者，#共同第一作者）1. Wang, T. #*, Cui, Y.#, Jin, J. #, Guo, J., Wang, G., Yin, X., He, QY*. and Zhang, G*. Translating mRNAs strongly correlate to proteins in a multivariate manner and their translation ratios are phenotype specific, Nucleic Acids Res. 41(9), 4743-54 (2013), PMID: 235196142. Guo, J.#, Lian, X.#, Zhong, J., Wang, T.*, and Zhang, G.* Length-dependent translation initiation benefits the functional proteome of human cells, Molecular BioSystems, 11(2):370-8. (2015). PMID: 25353704 (Outside Cover)3. Zhong, J.#, Cui, Y.#, Guo, J.#, Chen, Z., Yang, L., He, .*, Zhang, G.*, and Wang, T*. Resolving Chromosome-Centric Human Proteome with Translating mRNA Analysis: A Strategic Demonstration, J. Proteome Res., 13(1), 50-9 (2014). PMID: 242002264. Shen, S. #, Guo, J. #, Luo, Y., Zhang, W., Cui, Y., Wang, Q., Zhang, Z.*, and Wang, T*. Functional proteomics revealed IL-1beta amplifies TNF downstream protein signals in human synoviocytes in a TNF-independent manner, Biochem. Biophys. Res. Commun., (2014). PMID: 249283895. Zhang, C.#, Li, N.#, Zhai, L.#, Xu, S.#, Liu, X.#, Cui, Y. #, Ma, J., Han, M., Jiang, J., Yang, C., Fan, F., Li, L., Qin, P., Yu, Q., Chang, C., Su, N., Zheng, J., Zhang, T., Wen, B., Zhou, R., Lin, L., Lin, Z., Zhou, B., Zhang, Y., Yan, G., Liu, Y., Yang, P., Guo, K., Gu, W., Chen, Y., Zhang, G., He, ., Wu, S., Wang, T.*, Shen, H.*, Wang, Q.*, Zhu, Y.*, He, F.*, and Xu, P*. Systematic analysis of missing proteins provides clues to help define all of the protein-coding genes on human chromosome 1, J. Proteome Res., 13(1), 114-25 (2014). PMID: 242565446. Wang, Q. #, Wen, B. #, Wang, T. #, Xu, Z. #, Yin, X. #, Xu, S. , Ren, Z., Hou, G., Zhou, R., Zhao, H., Zi, J., Zhang, S., Gao, H., Lou, X., Sun, H., Feng, Q., Chang, C., Qin, P., Zhang, C., Li, N., Zhu, Y., Gu, W., Zhong, J., Zhang, G., Yang, P., Yan, G., Shen, H., Liu, X., Lu, H., Zhong, F., He, ., Xu, P., Lin, L., and Liu, S. The omics evidences: single nucleotide variants transmissions on Chromosome 20 in liver cancer cell lines, J. Proteome Res., 13(1), 200-11 (2014). PMID: 242619347. Zhang, G.*, Wang, T. *, and He, Q*. How to discover new proteins-translatome profiling, Sci China Life Sci. 57, 358-60 (2014). PMID: 245324588. Wang, T.#, Xu, Y.#, Zhu, H., Andrus, T., Ivanov, SB, Pan, C., Dolores, J., Dann, DC. Zhou, M., Forte, D., Yang, Z., Holte, S., Corey, L. and Zhu, T. Successful isolation of infectious and high titer human monocyte-derived HIV-1 from two subjects with discontinued therapy, PLoS ONE 8, e65071. (2013), PMID: 237414589. Zeng, X. #, Wang, T.#, Zhu, C., Xing, X.., Ye, Y., Lai, X., Song, B., and Zeng, Y.. Topographical and biological evidence revealed FTY720-mediated anergy-polarization of mouse bone marrow-derived dendritic cells in vitro, PLoS One (2012). 7(5): . Zeng, X.#, Wang, T.#, Zhu, C., Ji, Y., Ye, Y., Song, B., Lai, X., and Zeng, Y.. FTY720 mediates activation suppression and G0/G1 cell cycle arrest in a concanavalin A-induced mouse lymphocyte pan-activation model, Inflamm Res 61, 623-34 (2012). PMID: 2240739711. He, F., Zeng, Y.*, Wu, X., Ji, Y., He, X., Andrus, T., Zhu, T., and Wang, T* (王通). Endogenous HIV-1 Vpr-mediated apoptosis and proteome alteration of human T-cell leukemia virus-1 transformed C8166 cells, Apoptosis 14, 1212-26 (2009). PMID: 1965525412. Wang, T., Gong, N., Liu, J., Kadiu, I., Kraft-Terry, ., Mosley, ., Volsky, ., Ciborowski, P., and Gendelman, . Proteomic modeling for HIV-1 infected microglia-astrocyte crosstalk, PLoS ONE 3, e2507 (2008). PMID: 1857560913. Wang, T., Gong, N., Liu, J., Kadiu, I., Kraft-Terry, ., Schlautman, ., Ciborowski, P., Volsky, ., and Gendelman, . HIV-1-infected astrocytes and the microglial proteome, J Neuroimmune Pharmacol 3, 173-86 (2008). PMID: 18587649 学术报告学术报告 特邀专家。首届中国计算蛋白质组学研讨会，北京。报告题目：“信号通路分析辅助的功能蛋白质组学研究策略” Invited Speaker. University of Washington AIDS and STD Research Symposium, Seattle, USA. “HIV-1 gp120 DNA in macrophages and HIV-associated lung cancer” Oral presentation. The 7th CNHUPO Annual Congress, Hangzhou, China. “Functional and quantitative proteomics analysis of mitochondria of lung cancer A549 cells in EMT” Oral presentation. 18th Hong Kong International Cancer Congress, Hong Kong. “Co-localization of migration-associated proteins in proliferative mitochondria of lung cancer A549 cells upon epithelial-mesenchymal transition”. Oral presentation. The 8th CNHUPO Annual Congress, Chongqing, China. “Resolving Chromosome-Centric Human Proteome with Translating mRNA Analysis: A Strategic Demonstration”. Invited Speaker. Inflammation and Cancer- 2nd Proteomics Symposium, Guangzhou, China. “Metastatic colorectal cancer cells transform macrophages via exosomal transportation of vimentin/F-actin functional units”．7-8 Invited Speaker. 4th Annual Next Generation Sequencing Asia Congress, Singapore. “Next generation sequencing and cancer translatome”