Frizzled3調控視網(wǎng)膜視桿雙極細胞形態(tài)發(fā)育的研究.pdf

1、視網(wǎng)膜是視覺系統(tǒng)中最初的感受器，能夠編碼光信息并將其傳入腦內。由于其結構規(guī)則、神經(jīng)傳導通路明確，視網(wǎng)膜成為研究神經(jīng)系統(tǒng)形態(tài)發(fā)育及神經(jīng)環(huán)路形成的理想模型。之前研究表明，Wnt/PCP信號中主要的受體Frizzled3(Fzd3)參與調控多種視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞軸突的投射。然而，目前對其在視覺系統(tǒng)其他部分，尤其是視網(wǎng)膜發(fā)育中的作用卻了解甚少。為具體研究Fzd3對視網(wǎng)膜發(fā)育的調控作用，我們以視桿雙極細胞為研究對象，探討Fzd3基因敲除對該細胞結構

2、及功能的影響。此外，由于Fzd3與另一平面細胞極性（Planar cell polarity，PCP）核心成員Celsr3在神經(jīng)形態(tài)發(fā)生中具有諸多相似的功能，本研究還探討了二者在調控視網(wǎng)膜發(fā)育中可能的聯(lián)系。
　　本研究中，我們選用Cre-loxP系統(tǒng)構建的條件性基因敲除小鼠Isl1-Cre;Fzd3f/-及 Isl1-Cre;Celsr3f/-作為研究模型。首先，通過視動測試及視網(wǎng)膜電圖（Electroretinogram。ERG

3、）記錄，我們分別檢測了Fzd3條件性敲除對小鼠視覺靈敏度及視網(wǎng)膜光反應的影響。隨后，在Fzd3“KO first”小鼠中，我們利用lacZ染色、免疫熒光雙標及三標確定Isl1-Cre;Fzd3f/-小鼠中Fzd3表達及敲除的細胞特異性，從而將研究對象鎖定為視桿雙極細胞。最后，通過免疫熒光染色及電鏡成像，我們觀察對比了對照與 Isl1-Cre;Fzd3f/-或 Isl1-Cre;Celsr3f/-小鼠視網(wǎng)膜中視桿雙極細胞的分布、形態(tài)及視桿

4、細胞與視桿雙極細胞間的突觸聯(lián)系。由于 Isl1-Cre;Fzd3f/-及Isl1-Cre;Celsr3f/-小鼠于出生后第19天（P19）死亡，除特殊注明外，本研究所有實驗均于P18完成。
　　結果表明，條件性敲除Fzd3引起小鼠視覺靈敏度降低、ERG中b-波幅度及b-波與a-波幅度比值減小。與對照組相比，Isl1-Cre;Fzd3f/-小鼠視網(wǎng)膜中視桿雙極細胞胞體排列紊亂，形狀及朝向發(fā)生改變；樹突頻繁伸入外核層且分支減少，從P1

5、0起差異顯著；視桿雙極細胞與視桿細胞間聯(lián)系受到抑制、突觸數(shù)量減少。此外，條件性敲除Celsr3可模擬Fzd3敲除所導致的視桿雙極細胞胞體排列、樹突靶向生長及分支缺陷。
　　上述結果證實了 Fzd3可調控視網(wǎng)膜視桿雙極細胞胞體的平面排列、形態(tài)及樹突的成熟并增強視桿細胞與視桿雙極細胞間的突觸聯(lián)系，從而影響感光細胞到給光雙極細胞間的光信息傳遞及給光雙極細胞的光反應，在視網(wǎng)膜的結構及功能發(fā)育中發(fā)揮重要作用。此外。Celsr3與 Fzd3在