近視是我國乃至于全球的重大公共衛生問題,延緩近視進展已成為人們關注的熱點問題。但目前光學鏡片、化學藥物以及激光手術等治療、干預手段的效果不甚令人滿意,且有一定的副作用,提示近視的發病和調控機制尚不明確,近視治療缺乏精準而有效的對因治療靶點。完整的視覺體驗取決于從視網膜到視皮質的整個視覺通路,其中任何一個環節出現結構和功能障礙均可導致視覺異常。近年來,隨著紅外光譜和磁共振技術的進步,越來越多的證據表明近視的發展與視皮質有關,通過改善視皮質不同區域之間的功能連接和血流量可能緩解近視進展。深入認識近視與視皮質之間的相互作用,有助于探尋精準而有效的近視治療靶點以及新型干預策略。
目的分析和驗證N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)誘導的視網膜興奮性毒性大鼠模型中經5-甲基胞嘧啶(m5C)甲基化修飾的轉錄本的差異性表達。方法7~8周齡雄性Sprague Dawley大鼠65只,隨機分為正常對照組、NMDA組。NMDA組大鼠右眼(模型眼)玻璃體腔注射濃度為50.0 mmol/L的NMDA 3 μl,正常對照組大鼠右眼玻璃體腔注射等體積生理鹽水。建模后7 d,采用視覺誘發電位檢測大鼠視神經傳導功能;蘇木精-伊紅染色觀察大鼠視網膜整體結構,檢測視網膜各層厚度以及視網膜神經節細胞層的細胞數量;視網膜鋪片免疫熒光染色檢測β3微管蛋白免疫熒光染色陽性細胞個數。收集正常對照組、NMDA組大鼠視網膜,提取總RNA,進行高通量m5C修飾RNA測序,并進行生物信息學分析;實時定量聚合酶鏈反應檢測視網膜中SLFN3、PLXNB3、CD36、HIC2 mRNA相對表達量。組間比較行非配對t檢驗。結果正常對照組、NMDA組P1波潛伏期分別為(117.86±6.48)、(148.46±3.78) ms,振幅分別為(42.57±2.41)、(8.68± 0.63)μV;與正常對照組比較,NMDA組潛伏期延長,振幅顯著下降,差異均有統計學意義(P<0.001)。正常對照組大鼠視網膜神經節細胞(RGC)排列均勻,細胞核大而圓;NMDA組大鼠視網膜RGC體積萎縮,數量減少,細胞核固縮。正常對照組、NMDA組視網膜總厚度分別為(207.51±12.76)、(187.51±12.54) μm;β3微管蛋白陽性細胞數分別為(79.86±6.56)、(29.36±2.16)個。與正常對照組比較,NMDA組視網膜總厚度、β3微管蛋白陽性細胞數均降低,差異有統計學意義(P<0.01)。與正常對照組比較,NMDA組篩選出差異表達m5C mRNA 576個,其中上調、下調基因分別為230、346個。生物信息分析結果顯示,與正常對照組比較,NMDA組表達上調的m5C mRNA主要參與感知力、細胞-細胞黏附等生物過程,主要富集于細胞因子-細胞因子受體的相互作用、神經活性配體-受體相互作用通路中;表達下調的m5C mRNA參與的生物過程主要包括G蛋白偶聯受體信號傳導途徑、細胞通信等,主要富集于原發性免疫缺陷通路、神經活性配體-受體相互作用等通路中。實時定量聚合酶鏈反應檢測結果顯示,相對于正常對照組,NMDA組大鼠視網膜中SLFN3、PLXNB3 mRNA相對表達量明顯升高,CD36、HIC2 mRNA相對表達量明顯降低,差異均有統計學意義(P<0.05)。結論NMDA誘導的視網膜興奮性毒性大鼠模型中,經m5C修飾的視網膜轉錄組存在異常表達。