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目的:已有研究表明,固有免疫炎症反应在干性年龄相关性黄斑变性(干性AMD)中起到十分重要的作用。但是,这些研究目前为止主要集中在视网膜色素上皮细胞(RPE)上。随着干性AMD的病程进展,RPE和感光细胞会发生变性,并且在RPE层和Bruch膜内胶原层之间也会出现玻璃膜疣的蓄积。研究证实,在RPE中, Toll样受体3(Tlr3)能够被玻璃膜疣的成分激活并介导免疫炎症反应。我们前期的研究表明,Tlr3在小鼠视网膜感光细胞中高度表达。虽然感光细胞和RPE均在AMD中发生变性,但Tlr3在感光细胞的作用却并不清楚。因此,本研究旨在以往研究的基础上,探究Tlr3在感光细胞中的作用。 方法:1.我们首先利用免疫荧光染色和半定量PCR分析去检测Tlr3在小鼠视网膜和小鼠感光细胞系661W细胞中的表达情况。 2.我们在1月龄的C57BL/6J小鼠视网膜下腔注射Tlr3的配体Poly I:C,建立免疫激活动物模型。利用眼底照相和OCT(光学相关断层成像术)技术来观察小鼠视网膜结构的变化情况。采用全视野ERG(视网膜电图)和Focal ERG来进一步检测小鼠视网膜功能是否受影响。然后我们用TUNEL染色技术、线粒体膜电位检测和Annexin-V/PI双染实验来明确Tlr3配体引起的细胞凋亡情况,此外,免疫荧光染色被用来检测视网膜免疫细胞活化情况。 3.我们将Poly I:C处理组作为实验组,将Poly dI:dC处理组和PBS处理组作为对照组,分别去刺激小鼠感光细胞661W细胞,然后进行RNAseq,并将实验组和对照组的测序结果进行比对。我们筛选出部分表达上调的编码炎症因子的基因作为候选基因,再利用RT-PCR去检测这些候选基因的表达情况。 结果:1.免疫染色结果显示Tlr3主要表达在小鼠视网膜神经节细胞、RPE以及感光细胞,在感光细胞中主要位于内节部位。半定量PCR检测了Tlr家族成员Tlr1-Tlr9在661W细胞中的表达情况,结果显示在661W细胞中共有4种Tlrs有表达,包括Tlr2,Tlr3,Tlr4和Tlr5,其中Tlr3的表达量最高。进一步利用661W细胞进行免疫印迹实验同样检测到Tlr3的表达。 2.视网膜结构:眼底照相显示小鼠视网膜注射区域的RPE严重损害,OCT结果也同样显示了不仅仅是RPE层,连同感光细胞层在Poly I:C处理后也严重受损。视网膜功能:全视野ERG结果显示暗适应ERG和混合反应ERG的波幅明显下降,而Focal ERG结果显示波幅明显下降,表明在注射区域以及注射区域以外视网膜功能受到明显损害。感光细胞凋亡情况:经Poly I:C刺激的661W细胞和小鼠视网膜感光细胞均发生明显凋亡。免疫炎症反应:小鼠接受Poly I:C注射后,其视网膜免疫细胞如Müller细胞和小胶质细胞发生激活;而Poly I:C刺激培养的661W细胞后,多种细胞炎症因子表达水平明显升高。此外,Poly I:C刺激离体培养的神经视网膜后也同样引起细胞炎症因子表达上升。 3. RNAseq结果显示,和Poly dI:dC对照组相比,Poly I:C转染细胞后更多的基因表达发生改变,其中 Tlr3和一些细胞炎症因子如Cxcl10、Ccl5和Il33的表达也明显上调。 结论:我们利用Tlr3的配体Poly I:C分别去刺激C57BL/6J小鼠视网膜、鼠源的感光细胞系661W细胞以及离体培养的小鼠神经视网膜,结果发现,感光细胞能够作为Poly I:C刺激的直接作用靶点。此外,Tlr3作为Poly I:C刺激的主要感受器,能够进一步触发细胞的炎症反应,最终导致感光细胞发生凋亡。总的来说,我们阐述了由Tlr3介导的感光细胞的炎症反应过程,这在干性AMD中可能起到了关键作用。我们的研究结果对于将来的进一步相关研究可能会提供一定的帮助,包括在视网膜的免疫反应中感光细胞的作用,以及感光细胞在AMD疾病发展过程中的作用的研究。