3つの繊毛症モデルのマウスにおける網膜変性のin vivoでの表現型および分子的特徴付け

In vivo phenotypic and molecular characterization of retinal degeneration in mouse models of three ciliopathies.

• Agnès Brun
• Xiangxiang Yu
• Cathy Obringer
• Daniel Ajoy
• Elodie Haser
• Corinne Stoetzel
• Michel J Roux
• Nadia Messaddeq
• Hélène Dollfus
• Vincent Marion

抄録

繊毛は高度に保存され、どこにでも発現する小器官である。遺伝的な原因による繊毛の欠損は繊毛症を引き起こし、その中でも網膜変性症（RD）は重要な臨床的特徴の一つとなっています。本研究では、3種類のマウスモデルを用いて、網膜変性症の発症機序を比較検討し、新たな治療法の開発を目指しています。げっ歯類モデルは、3つの代表的な繊毛症に対応しています。Bardet-Biedl症候群（BBS）、Alström症候群（ALMS）、CEP290を介したLeber先天性甘露症（LCA）である。マウスの網膜機能を調べるためにスコピック齧歯類網膜電図法（ERG）を用い、網膜の構造的欠陥を評価するために透過電子顕微鏡法（T.E.M）を用い、標的遺伝子のリアルタイムPCRを用いて網膜抽出物中の主要なアポトーシスカスパーゼ関連経路の発現レベルをモニターし、RDを促進する経路を特定し、潜在的な治療標的を特定するために使用した。その結果、BBSとCEP290を介したLCAマウスモデルでは、光受容体におけるロドプシンの誤局在化と小胞体（小胞体）ストレスの誘導を伴う周産期の網膜変性を示すことがわかった。一方、ALMSマウスモデルでは、ロドプシンの誤局在化や小胞体ストレスは認められなかった。これらのデータは、これらの繊毛症に関連した一般的な視力低下の表現型の背後には、病気の進行のメカニズムと速度論が異なることを指摘しています。

Cilia are highly conserved and ubiquitously expressed organelles. Ciliary defects of genetic origins lead to ciliopathies, in which retinal degeneration (RD) is one cardinal clinical feature. In order to efficiently find and design new therapeutic strategies the underlying mechanism of retinal degeneration of three murine model was compared. The rodent models correspond to three emblematic ciliopathies, namely: Bardet-Biedl Syndrome (BBS), Alström Syndrome (ALMS) and CEP290-mediated Leber Congenital Amaurosis (LCA). Scotopic rodent electroretinography (ERG) was used to test the retinal function of mice, Transmitted Electron microscopy (T.E.M) was performed to assess retinal structural defects and real-time PCR for targeted genes was used to monitor the expression levels of the major apoptotic Caspase-related pathways in retinal extracts to identify pathological pathways driving the RD in order to identify potential therapeutic targets. We found that BBS and CEP290-mediated LCA mouse models exhibit perinatal retinal degeneration associated with rhodopsin mislocalization in the photoreceptor and the induction of an Endoplasmic Reticulum (ER) stress. On the other hand, the tested ALMS mouse model, displayed a slower degeneration phenotype, with no Rhodopsin mislocalization nor ER-stress activity. Our data points out that behind the general phenotype of vision loss associated with these ciliopathies, the mechanisms and kinetics of disease progression are different.

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