前體mRNA剪接因子基因突變與視網(wǎng)膜色素變性的研究進(jìn)展

汪曉晨，邴子鈺，孔珺

(1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院眼科，遼寧 沈陽 110005；2.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院眼科，遼寧 大連 116023)

視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa，RP)是一種常見的遺傳性視網(wǎng)膜變性疾病，主要特征為視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞和視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)細(xì)胞的進(jìn)行性損傷和死亡，可導(dǎo)致患者周邊視力逐漸喪失和夜盲，該病在全世界的患病率為1/5 000～1/3 000[1]，具有顯著的臨床異質(zhì)性與遺傳異質(zhì)性。臨床特點(diǎn)為夜盲、視野縮小和視網(wǎng)膜上出現(xiàn)骨細(xì)胞樣色素沉著。RP可以分為綜合征性RP和非綜合征性RP。其中非綜合征性RP具有遺傳傾向，表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳RP(autosomal dominant retinitis pigmentosa，adRP)、常染色體隱性遺傳RP(autosomal recessive retinitis pigmentosa，arRP)、性連鎖遺傳RP(X-linked retinitis pigmentosa，xLRP)，此外還可以表現(xiàn)為線粒體遺傳[2]。迄今為止，已鑒定出103個基因與非綜合征性RP有關(guān)[3]。大多數(shù)的RP致病基因在光感受器細(xì)胞或RPE中表達(dá)，并參與光感受器細(xì)胞或RPE的功能，這類基因占據(jù)RP致病基因的絕大部分比例。但有一種類型的RP致病基因在全身組織表達(dá)，并參與前體mRNA的剪接，稱之為前體mRNA剪接因子 (pre-mRNA processing factors，PRPFs)，包括PRPF3、PRPF4、PRPF6、PRPF8、PRPF31、SNRNP200、RP9和DHX38，這類基因發(fā)生突變卻僅影響視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞的功能，目前機(jī)制尚不清楚?，F(xiàn)就近幾年來關(guān)于PRPFs功能及其突變引起RP的致病機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 小核糖核蛋白與前體mRNA剪接

真核細(xì)胞的前體mRNA剪接是內(nèi)含子的剪切和外顯子的拼接過程，是基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的第一步[4]。內(nèi)含子必須從前體mRNA上精確地去掉，因?yàn)榧词故菃蝹€核苷酸的錯誤也會導(dǎo)致開放閱讀框移位或者非功能性蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。前體mRNA的剪接在剪接體中完成，剪接體是由包括U1、U2、U4、U6、U5在內(nèi)的5種小核糖核蛋白(small nuclear ribonucleoprotein，snRNP)和一系列的輔助蛋白構(gòu)成[5]，涉及100多種蛋白質(zhì)和至少5條RNA分子。每種snRNP都是由一條小核RNA(small nuclear RNA，snRNA)和與之特異性結(jié)合的七元環(huán)蛋白質(zhì)復(fù)合物組成。剪接體需要進(jìn)行兩個催化步驟以完成前體mRNA內(nèi)含子的剪切(圖1)。首先是U1 snRNP和U2 snRNP輔助因子分別識別內(nèi)含子5’端和3’端剪切位點(diǎn)，U2 snRNP識別內(nèi)含子內(nèi)部的分支點(diǎn)序列，形成剪接復(fù)合前體即復(fù)合物A[6]。U4/U6二聚體(U4/U6 di-snRNP)與U5 snRNP結(jié)合形成U4/U6-U5小核糖核蛋白三聚體(U4/U6-U5 tri-snRNP)后，加入復(fù)合物A形成無催化活性的復(fù)合物B。在多種RNA解旋酶包括Brr2、Snu114和Prp2及其他蛋白因子的參與下，復(fù)合物B發(fā)生重構(gòu)活化，U4/U6 snRNA解旋，接著復(fù)合物B釋放出U1和U4[7]，之后形成以U2、U5和U6為核心的具有催化活性的復(fù)合物B。 隨后具有催化活性的復(fù)合物B進(jìn)行第一個催化步驟形成復(fù)合物C。復(fù)合物C在Prpf8、Prpf16和Slu7的作用下進(jìn)行ATP依賴性的重構(gòu)活化后，進(jìn)行第二個催化步驟，之后形成包含內(nèi)含子套索和剪接的外顯子的剪接后復(fù)合物。完成前體mRNA剪接后，剪接體解離至snRNP水平，并循環(huán)用于下一輪次的剪接[6]。

圖1 前體mRNA剪接過程

2 前體mRNA剪接因子突變與視網(wǎng)膜色素變性

隨著對RP致病基因的深入研究，人們意識到前體mRNA剪接缺陷在RP病因?qū)W中占有重要地位，并對PRPFs的功能及其突變導(dǎo)致RP的分子機(jī)制進(jìn)行了大量的研究工作。PRPFs廣泛存在于真核細(xì)胞內(nèi)，但關(guān)于此類基因缺陷導(dǎo)致視網(wǎng)膜組織特異性疾病的機(jī)制仍不清楚。以下對各個與RP相關(guān)的PRPF的功能及其引發(fā)RP的類型進(jìn)行介紹。

2.1 PRPF3基因與RP18

PRPF3基因定位于染色體帶1q21.1[8]，編碼相對分子質(zhì)量為77 529的PRPF3蛋白，該蛋白由683個氨基酸組成。在剪接過程中，PRPF3蛋白與U4/U6 di-snRNP結(jié)合[9]，并通過與PRPF6和Sart1的相互作用穩(wěn)定U4/U6-U5 tri-snRNP[10-11]。研究表明，PRPF3突變會降低U4/U6-U5 tri-snRNP的穩(wěn)定性，從而影響剪接過程[11]。PRPF3基因突變可導(dǎo)致RP18，RP18是一種adRP，目前發(fā)現(xiàn)的6個引起RP18的PRPF3錯義突變包括Arg449Gly、Ala489Asp、Pro493Ser、Thr494Met、Thr494Ala、His511Pro[8，12-13]，均位于PRPF3蛋白在生物進(jìn)化過程中高度保守的蛋白C端，表明PRPF3蛋白的這一區(qū)域在前體mRNA剪接過程中具有重要功能[8]。其中Thr494Met出現(xiàn)頻率較高，有關(guān)Thr494Met-RP 的報(bào)道描述了患兒早期出現(xiàn)夜盲癥、視野喪失，30～40歲視力下降以及30歲后視網(wǎng)膜電圖(electroretinogram，ERG)為平坦型[14-16]。然而在瑞士家系中報(bào)道的兩組Thr494Met-RP患者中，只有一組患者的表型與所述其他家族的表型相似，另一組患者在十幾歲晚期、二十歲早期出現(xiàn)夜盲癥，該組的所有患者即使在70歲之后也保持了良好的視力(最佳矯正視力0.8)。所有患者都有一定程度的近視和散光，丹麥家族的一些成員[16]和日本家族中描述的三名患者之一[14]也有報(bào)道。

2.2 PRPF4基因與RP70

PRPF4基因定位于染色體帶9q32，編碼相對分子質(zhì)量為58 449的PRPF4蛋白，該蛋白包含522個氨基酸。PRPF4蛋白與PRPF3蛋白和PPIH蛋白組成的復(fù)合物參與構(gòu)成U4/U6 di-snRNP及U4/U6-U5 tri-snRNP。Linder等研究顯示，PRPF4缺陷可能導(dǎo)致RP，因?yàn)镻RPF4蛋白的減少可以引起與PRPF31蛋白減少同樣的眼部表型[17]。目前一共報(bào)道過4個引起RP的PRPF4錯義突變，包括Arg192His、Pro315Leu、Pro187Ala、Thr515Ile[17-20]。 Arg192His突變可以影響PRPF4與PRPF3的相互作用及與snRNPs的結(jié)合[17]。PRPF4突變可導(dǎo)致RP70，RP70屬于adRP。Chen等[19]報(bào)道的RP70家系及一名散發(fā)患者，出現(xiàn)夜盲的年齡在15～27歲，47～66歲出現(xiàn)夜間視力差、中心視力差、視野嚴(yán)重縮窄、典型的RP眼底表現(xiàn)以及幾乎無法檢測到的ERG反應(yīng)。

2.3 PRPF6基因與RP60

PRPF6基因包含21個外顯子，在染色體帶上定位于20q13.33，編碼的PRPF6蛋白相對分子質(zhì)量約為106 925 ，包含941個氨基酸。PRPF6蛋白屬于U5 snRNP相關(guān)蛋白，其作用是U5 snRNP和U4/U6 di-snRNP之間的分子橋梁，并參與U4/U6-U5 tri-snRNP的組成[11，21]。PRPF6突變可導(dǎo)致RP60。Tanackovic等[22]報(bào)道了第1個與adRP相關(guān)的PRPF6錯義突變Arg729Trp，該突變位于PRPF6第16號外顯子。該家系先證者在37歲時出現(xiàn)夜盲癥和周邊視力下降，55歲時右眼僅存手動視力，視野縮窄和全視野ERG振幅降低。家系中另一名受影響的個體在16歲時被診斷為RP，當(dāng)時伴隨夜盲癥，40歲左右時喪失了周邊視力，到54歲時，視力逐漸下降到只有雙眼光感。同時研究發(fā)現(xiàn)含有Arg729Trp突變的PRPF6蛋白異常聚集在RP患者淋巴細(xì)胞的高爾基體中。高爾基體屬于細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，是snRNP成熟、U4/U6-U5 tri-snRNP再生以及缺陷的snRNA堆積的部位[22-23]，所以這提示Arg729Trp突變可能會抑制snRNP的組裝。隨后研究者又發(fā)現(xiàn)了3個可導(dǎo)致RP的PRPF6錯義突變Asp184His、Val499Met、Pro181Leu[18，24]，但關(guān)于這些突變的進(jìn)一步研究工作未見報(bào)道。

2.4 PRPF8基因與RP13

PRPF8基因位于17p13.3，編碼相對分子質(zhì)量為273 600 的PRPF8蛋白。PRPF8蛋白是目前已知的最大的且最為保守的核蛋白之一，由2 335個氨基酸組成。PRPF8蛋白是占據(jù)U5核心的蛋白因子，幾乎參與了U5 snRNP所有的功能，包括剪接位點(diǎn)和分支區(qū)域的識別、U4/U6-U5 tri-snRNP的組裝和穩(wěn)定、外顯子比對以及剪接體催化核心的活化[25]。PRPF8蛋白與U5 snRNA以及包括BRR2、SNU114在內(nèi)的多種參與剪接的蛋白存在相互作用[26-27]。PRPF8突變可導(dǎo)致RP13，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與RP13相關(guān)的PRPF8突變已超過20個，這些突變多數(shù)集中在編碼Jabl/MPN區(qū)域的43號外顯子[21，28-29]，而該區(qū)域參與Brr2的解旋[30]。既往研究認(rèn)為，PRPF8突變導(dǎo)致的adRP表型是相對嚴(yán)重的，而且發(fā)病年齡區(qū)間變化較大[31-32]。然而，Towns等[33]在對RP表型和基因型相關(guān)性的研究中提出了不同的看法，在比較了 75名PRPF8-adRP患者的臨床數(shù)據(jù)后，研究人員發(fā)現(xiàn)盡管這些RP患者周邊視力喪失嚴(yán)重，但大多數(shù)患者在發(fā)病后幾十年內(nèi)保持了良好的中心視力水平。

2.5 PRPF31基因與RP11

PRPF31基因定位于染色體帶19q13.42，共有14個外顯子，編碼相對分子質(zhì)量55 456的PRPF31蛋白，該蛋白由499個氨基酸組成。PRPF31蛋白是U4 snRNP組成的一部分，它與U5特異蛋白PRPF6相連以形成tri-snRNP[34]，并維持其穩(wěn)定性。PRPR31突變可導(dǎo)致RP11，RP11的一個特點(diǎn)是PRPF31基因突變的雙峰表達(dá)，即攜帶PRPF31基因突變的個體可能完全無癥狀，也可能在早期即表現(xiàn)出嚴(yán)重的表型。無癥狀攜帶者可同時擁有患有RP的父母及子女[35-36]。有癥狀的個體表現(xiàn)為在青少年時期出現(xiàn)早發(fā)性夜盲和視力喪失，通常在30歲左右時失明[37]。與RP11相關(guān)的突變多發(fā)生于PRPF31基因第5號、6號、7號、8號外顯子區(qū)域，突變類型包括錯義、缺失、移位、插入，多數(shù)突變導(dǎo)致的是其mRNA的截短，從而導(dǎo)致PRPF31蛋白功能不全，因此單倍體功能不全被認(rèn)為是PRPF31突變引起RP的主要原因[38-39]。

2.6 SNRNP200基因與RP33

Zhao等[40]報(bào)道了在一個中國adRP家系中一個新的基因座RP33，其定位于染色體帶2q11.2，隨后的研究在兩個中國adRP家系中分別鑒定了SNRNP200的錯義突變Ser1087Leu[41]和Arg1090Leu[42]。SNRNP200由45個外顯子組成，編碼相對分子質(zhì)量為244 508的BRR2蛋白。BRR2蛋白包含2 136個氨基酸，是剪接體中8種ATP依賴的DExD/H盒RNA解旋酶之一[43]，屬于U5特異性蛋白。BRR2在剪接體激活過程中參與U4/U6 snRNA解旋[44]，其解旋酶活性由PRPF8 蛋白C端及SNU114的GTP酶活性調(diào)控[30，45]。每個BRR2蛋白含有2個Hel308式模塊(Hel308-Ⅰ和Hel308-Ⅱ)，每個模塊又包括1個DExD/H盒的ATP酶結(jié)構(gòu)域以及個1個Sec63結(jié)構(gòu)域[46]。Hel308-Ⅰ模塊具有解旋酶的活性，Hel308-Ⅱ模塊被證實(shí)與多個剪接體組成蛋白存在相互作用，如PRPF8、PRPF6和SNU114[11]。而SNRNP200的錯義突變在兩個模塊結(jié)構(gòu)域上均有被發(fā)現(xiàn)[41-42，47-48]。Zhao等[40]報(bào)道的由SNRNP200基因突變引起的RP33家系有癥狀的個體在16～18歲時出現(xiàn)夜盲癥。Liu等[41]研究的RP33家系中夜盲癥是主要癥狀，發(fā)病年齡在10～15歲。Li等[42]報(bào)道的RP33家系發(fā)病平均年齡為7～8歲，也有一些個體受影響的時間稍晚，在10～11歲。受影響的個體出現(xiàn)視野變窄、夜盲、視力下降、眼底照片顯示RP的典型變化，同時視野隨著年齡的增長而逐漸縮小，最終導(dǎo)致周邊視力喪失，中心視力相對保留。這些研究提示RP33的發(fā)病年齡多在青少年時期。

2.7 RP9/PAP-1基因

RP9(又稱PAP-1)基因定位于染色體帶7p14.3，編碼的蛋白質(zhì)RP9由221個堿基組成，相對分子質(zhì)量為26 107，是Pim-1激酶作用的靶蛋白[49]。Maita等[50]研究顯示，RP9蛋白和PRPF3蛋白存在相互作用并且與U4/U6-U5 tri-snRNP存在聯(lián)系，但是其他關(guān)于snRNP組成的研究中并沒有在U4/U6 di-snRNP或U4/U6-U5 tri-snRNP中觀察到RP9蛋白[51]。RP9基因突變導(dǎo)致的adRP是一種罕見疾病，1992年在一個英格蘭南部的adRP家系中被報(bào)道，該家族成員的表型在嚴(yán)重程度上表現(xiàn)出廣泛的差異性，一些應(yīng)致病患者卻沒有表現(xiàn)出癥狀[52]。RP9基因突變導(dǎo)致的RP被歸類為區(qū)域型(2型)RP，在疾病早期即出現(xiàn)視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞功能的片狀或“區(qū)域性”喪失[53]。Keen等[54]報(bào)道了兩個與adRP相關(guān)的RP9錯義突變，分別為His137Leu和Asp170Gly。之后的研究顯示，只有Asp170Gly突變可以引起剪接缺陷[55]。值得注意的是，在同一染色體位置上存在RP9的假基因，兩個不同的研究顯示，RP9的假基因突變既可以導(dǎo)致His137Leu[56]，又可以導(dǎo)致Asp170Gly[57]。Lv等[58]在體外661W細(xì)胞中進(jìn)行Rp9基因敲除和Rp9點(diǎn)突變His129Leu(與人His137Leu86同源)敲入，均發(fā)現(xiàn)了Fscn2和Bbs2表達(dá)下調(diào)，同時發(fā)現(xiàn)Fscn2剪接受到了顯著影響。FSCN2蛋白是一種肌動蛋白交聯(lián)蛋白，在視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞內(nèi)外段表達(dá)，對于光感受器細(xì)胞外節(jié)膜盤的形態(tài)發(fā)育起到重要作用。

2.8 DHX38基因與RP84

DHX38基因位于染色體帶16q22.2，包含26個外顯子，編碼ATP酶依賴的RNA解旋酶——PRP16。PRP16蛋白屬于DExD/H盒蛋白家族，其相對分子質(zhì)量為140 503，由1 227個氨基酸構(gòu)成，在剪接過程中可觸發(fā)復(fù)合物B的重構(gòu)[59]。在酵母菌的研究中發(fā)現(xiàn)，與人DHX38同源的Prp16p在剪接過程中可以與十九號復(fù)合物及Brr2p相互作用[60-61]。而PRP16蛋白在十九號復(fù)合物介導(dǎo)的U2/U6解旋中發(fā)揮重要作用[62]。DHX38突變可導(dǎo)致RP84，RP84是一種早發(fā)型的arRP。Ajmal等[63]在一個巴基斯坦arRP家系中發(fā)現(xiàn)了第1個DXH38錯義突變Gly332Asp，Latif等[64]發(fā)現(xiàn)了第2個DXH38錯義突變Arg324Gln，這兩個突變均位于PRP16蛋白N端，推測Gly332Asp和Arg324Gln可能導(dǎo)致PRP16蛋白的錯誤折疊，從而影響剪接體的重構(gòu)。RP84患者大部分在3～4歲即發(fā)生夜盲，青少年時即完全失明(光感或無光感)，Latif等報(bào)道的兩個家系中的RP84患者發(fā)生白內(nèi)障年齡為6～19歲[63-64]。

3 PRPF-RP的疾病模型

自從 Berget 等[65]首次觀察到前體 mRNA 剪接反應(yīng)以來，多種細(xì)胞和動物模型已被用于研究剪接體機(jī)制、疾病相關(guān)剪接缺陷和治療。從單細(xì)胞酵母到哺乳動物系統(tǒng)，如小鼠和非人類靈長類動物，多種實(shí)驗(yàn)室疾病模型大大擴(kuò)展了研究者對前體mRNA剪接機(jī)制及其導(dǎo)致RP的致病機(jī)制的認(rèn)知，現(xiàn)將逐一進(jìn)行討論。

3.1 酵母模型

前體mRNA剪接在進(jìn)化過程中高度保守，在酵母和后生動物中，剪接體組裝和RNA剪接反應(yīng)步驟相似，因此在酵母中關(guān)于前體mRNA剪接因子的研究可以推廣到包括人類在內(nèi)的多細(xì)胞真核生物中[66]。PRP3是PRPF3的酵母同源物。在對溫度敏感的酵母菌株的篩選中發(fā)現(xiàn)PRP3突變體存在未剪接的前體mRNA的積累，表明Prp3蛋白功能障礙可導(dǎo)致剪接體組裝受阻[67]。攜帶PRP6(人類PRPF6同源物)突變位點(diǎn)的溫度敏感菌株在37 ℃時顯示出滅活的RNA剪接[68]。通過對剪接缺陷酵母菌株進(jìn)行溫度敏感篩選，研究者鑒定了PRPF31直系同源物PRP31，發(fā)現(xiàn)其對細(xì)胞活力的重要作用[69]。Prp8/PRPF8是從酵母到人都高度保守的前體mRNA剪接因子。酵母雙雜交系統(tǒng)分析證實(shí)了 Prp8和 Brr2(人類 RNA 解旋酶 SNRNP200 的酵母同源物)之間的相互作用，而這種相互作用被 Prp8 蛋白C端的RP突變中斷[70]，從而減少了細(xì)胞核中功能性 U5 snRNP 和 U4/U6-U5 tri-snRNP 的形成[41]。酵母系統(tǒng)是篩選剪接因子、研究剪接體成分之間的相互作用以及剪接因子突變對剪接體組裝和 RNA 剪接反應(yīng)的影響的理想選擇。然而，酵母細(xì)胞的特征與人類視網(wǎng)膜細(xì)胞顯著不同，因此無法完全模擬PRPF-RP 疾病表型。

3.2 斑馬魚模型

斑馬魚與人類基因同源性高達(dá)87%，而其主要組織和器官包括眼睛與人類特征相似。斑馬魚發(fā)育周期短，繁殖快，一次可產(chǎn)卵150～200個，可在短時間內(nèi)提供許多實(shí)驗(yàn)標(biāo)本。通過顯微注射 DNA 或 RNA 可輕松實(shí)現(xiàn)斑馬魚的基因改造[71]，既往已有多個prpf-RP斑馬魚模型被建立。斑馬魚prpf3純和敲除可導(dǎo)致其在受精后4 d死亡，在敲除的胚胎中發(fā)現(xiàn)發(fā)育中的眼睛發(fā)生細(xì)胞死亡的水平升高，而在prpf3雜合敲除斑馬魚中未觀察到發(fā)育異?；蛞暰W(wǎng)膜變性，這表明 RP18 是由prpf3錯義突變引起的顯性負(fù)效應(yīng)引起的[72-73]。Linder等[74]在prpf4KD斑馬魚模型中發(fā)現(xiàn)，抑制prpf4表達(dá)可導(dǎo)致光感受器形態(tài)和功能變化。除此之外，prpf4Arg192His、prpf4Pro315Leu的斑馬魚模型提示prpf4突變可以導(dǎo)致胚胎和視網(wǎng)膜缺陷[17，19]。Prpf31蛋白對于斑馬魚胚胎存活和眼睛發(fā)育至關(guān)重要。應(yīng)用嗎啉代寡核苷酸沉默prpf31會導(dǎo)致嚴(yán)重的胚胎畸形和死亡。敲除prpf31主要影響視網(wǎng)膜感光外段并損害視覺功能，表現(xiàn)為視動性眼球震顫顯著降低，嚴(yán)重者甚至沒有掃視運(yùn)動[75]。基因表達(dá)分析提示一組視網(wǎng)膜特異基因，如rho、gnat2和pde6c，在prpf31突變體中選擇性下調(diào)，這可能導(dǎo)致了視網(wǎng)膜的特異性表型。敲低snrnp200可導(dǎo)致斑馬魚視網(wǎng)膜的系統(tǒng)缺陷，其中桿狀光感受器的發(fā)育不良類似于RP發(fā)病的早期改變，此外snrnp200敲低誘發(fā)了cbln1的異常剪接、U4/U6-U5 tri-snRNP組分的上調(diào)以及一系列視網(wǎng)膜特異性轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的下調(diào)，推測SNRNP200突變導(dǎo)致RP的機(jī)制為基因功能喪失[75]。而Zhang等[76]將注射snrnp200c.C6088T(與人Arg2030Cys同源)的斑馬魚模型與注射snrnp200WT的斑馬魚模型進(jìn)行對比，注射snrnp200c.C6088T的斑馬魚中出現(xiàn)了更高比例的大體畸形和光感受器細(xì)胞的丟失，因此推測該突變位點(diǎn)導(dǎo)致RP的機(jī)制為顯性負(fù)效應(yīng)。

3.3 小鼠模型

小鼠是哺乳動物，在進(jìn)化上更像人類，因此通常用作人類疾病的模型。純合/雜合敲入/敲除小鼠模型為研究Prpf-RP的致病機(jī)制提供了平臺。Prpf3和Prpf31純和敲除對小鼠胚胎是致命的，而在雜合敲除小鼠中未觀察到光感受器變性或視網(wǎng)膜功能障礙[75，77]。攜帶Prpf3T494M/+和Prpf8H2309P/+突變的轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出遲發(fā)性RPE退行性形態(tài)，包括基底部細(xì)胞膜內(nèi)褶消失、RPE下方無定形沉積物積聚和細(xì)胞質(zhì)空泡化。而這些RPE異常在Prpf3T494M/T494M和Prpf8H2309P/H2309P小鼠中更為嚴(yán)重，這表明 RP18和 RP13 是由Prpf3和Prpf8突變的功能獲得或顯性負(fù)效應(yīng)引起的[78-79]。研究者在Prpf31雜合敲除小鼠中也觀察到這種表型。此外，將截短的Prpf31突變體N371或N256轉(zhuǎn)染到原代小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中會導(dǎo)致顯著的細(xì)胞凋亡[80]。因此，單倍體不足和顯性負(fù)效應(yīng)都可能是PRPF31突變致病機(jī)制的基礎(chǔ)。吞噬光感受器細(xì)胞脫落的外節(jié)盤膜(outer segment of photoreceptors，POS)是RPE的關(guān)鍵功能之一[81]。Prpf31+/-小鼠的原代RPE細(xì)胞的吞噬作用顯著降低，表現(xiàn)為吞噬峰強(qiáng)度下降、晝夜節(jié)律改變、光發(fā)后吞噬爆發(fā)減弱以及吞噬峰時間延長。RPE頂端微絨毛與POS之間的黏附顯著降低，表明神經(jīng)視網(wǎng)膜和RPE的整體功能受到干擾[79]。盡管突變型小鼠RPE存在形態(tài)學(xué)變化和功能缺陷，但其光感受器細(xì)胞在組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)分析中似乎正常，僅在24個月時，Prpf3T494M/T494M小鼠出現(xiàn)視桿細(xì)胞最大反應(yīng)a波和b波減少，但視錐細(xì)胞b波沒有顯著變化。這些研究表明，RPE是Prpf突變影響的原發(fā)性視網(wǎng)膜細(xì)胞類型，而光感受器細(xì)胞功能障礙繼發(fā)于RPE損傷。

目前尚不清楚為什么Prpf突變小鼠只表現(xiàn)出RPE退化，而不是光感受細(xì)胞死亡，而這點(diǎn)正是人類PRPF-RP的關(guān)鍵表型。表型變異可能是由小鼠和人類之間的物種差異引起的，嚙齒動物和人類視網(wǎng)膜之間存在基本的結(jié)構(gòu)和功能差異。同時因小鼠的壽命太短，因此無法重現(xiàn)光感受器細(xì)胞退化的RP表現(xiàn)。

4 小結(jié)

聯(lián)合應(yīng)用遺傳、分子和生化等多種技術(shù)手段，促進(jìn)了對遺傳性視網(wǎng)膜疾病致病機(jī)制的進(jìn)一步了解。而既往關(guān)于PRPF-RP的研究，突出了轉(zhuǎn)錄后RNA加工的重要性，尤其是前體mRNA剪接對維持光感受細(xì)胞正常功能的重要性。RP-PRPF突變可導(dǎo)致光感受器細(xì)胞的丟失，提示光感受器細(xì)胞可能具有獨(dú)特的特性，使得他們對PRPFs的突變特別敏感。這也表明可能存在一個共同的途徑，前體mRNA剪接缺陷通過該途徑可導(dǎo)致光感受器細(xì)胞的死亡。

由于PRPF-RP的致病基因數(shù)目多、突變類型多樣，目前仍有許多問題有待解決，進(jìn)一步研究PRPF-RP的發(fā)病機(jī)制有助于開發(fā)治療RP的新療法，具有重要的科學(xué)價值和社會意義。