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报告报告正文研究研究内容和意义简介：视网膜缺氧和缺血性疾病（此处似可略去）已成为眼科最常见、难治疗、易复发和易失明的疾病。最近的研究表明，脑红蛋白（Neuroglobin,Ngb）对脑缺血缺氧具有明显的保护作用，本研究拟揭示其对视网膜缺血缺氧是否也有同样的保护作用。具体研究内容包括：（1）研究视网膜不同发育阶段Ngb的表达，并观察Ngb表达与视网膜发育过程中氧的需求和视功能的联系，从而揭示正常生理状况下Ngb与视网膜氧代谢之间的关系；（2）动物模型分别造成急性和慢性视网膜缺氧，进一步证实病理状态下Ngb与视网膜氧代谢之间的关系；（3）增强或减弱Ngb在视网膜内的表达，研究Ngb对视网膜缺氧的保护作用；（4）对培养的视网膜细胞给予低氧环境来诱导细胞的凋亡，观察细胞内Ngb的定位变化及其与细胞色素C的相互关系，初步探讨Ngb保护视网膜缺氧的分子机理（为什么要从此角度研究其分子机理，应在立论依据中说明）。通过以上研究，有望对视网膜缺血和缺氧性疾病的发病机理、预防和治疗提供新的实验依据。关键词：视网膜、缺氧、脑红蛋白（一）立项依据与研究内容（4000~8000字）1．项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状分析，附主要参考文献目录）流行病学调查表明，视网膜缺氧和缺血性疾病（如视网膜中央动静脉阻塞、糖尿病视网膜病变、青光眼、视网膜色素变性等）发病率日益增加，目前已成为除白内障外最常见的致盲原因。而且随着人口老龄化的继续发展，此类疾病的发病率还有继续上升的趋势。但是，由于对其确切的发病机理（尤其是分子机理）还不十分清楚，目前对其治疗和预防的效果均不理想。因此，尽快阐明此类疾病的发病机理、从而寻求更为理想的治疗及预防措施成为亟待解决的重要课题。目前，该课题也成为眼科医生及相关学者的研究重点。由于视网膜是人体中最大的耗氧组织（是否确切？耗氧率可能是最高的，但耗氧量不应该是），对O2的需求非常敏感，因此很多情况下脑缺氧和缺血的一个非常重要的前兆就是视网膜的缺血。我们知道，视网膜的缺血性疾病，实际上就是视网膜的缺氧。视网膜组织对缺氧非常敏感有着重要的解剖和生理学基础，即视网膜血管的相对稀少和视网膜的高需氧要求。由于视网膜的氧代谢具有非常重要的临床意义，因此，国外学者对此进行了大量的研究。这些研究结果显示：首先，视网膜组织在血液供应上有其独特的结构特点，内层视网膜通过中央动脉系统供氧，其视网膜PO2的平均值为20mmHg。外层视网膜通过睫状血管系统供氧，后者则必须通过渗透才能保证外层视网膜的供氧。视网膜循环（？）对O2有效的自动调控可以确保健康动物内层视网膜PO2相对不会受到全身缺氧、氧过多及眼内压增高的影响。视网膜循环的障碍将导致组织缺氧，成为糖尿病视网膜病变和早产儿视网膜病变血管增生的基础。脉络膜血流没有代谢的调节，因此，全身缺氧和眼内压升高将导致脉络膜PO2的下降和光感受器O2的消耗（有何变化？）。同样在高氧的情况下，由于缺乏调节脉络膜内的PO2便会急剧升高，因此增加O2供应可用于对视网膜血管阻塞性疾病和视网膜脱离的治疗（Wangsa-WirawanandLinsemeier,2003）。其次，视觉过程是一个高度耗能的过程，其所需的大部分能量来源于与ATP合成相关的氧化代谢。以单位重量为计，视网膜中氧的消耗明显高于脑（AndersonandSaltzman,1964;Ames,1992），是体内耗氧率最高的组织(Anderson,1968)。同时，氧的摄取与其血管的结构明显不成比例（该表述不容易理解，另该情况是视网膜特有还是具普遍性）(CoyleandPuttfarcken,1993)，而且氧也无法被“贮存”在组织当中，因此，视网膜组织就必须时刻保证有恒定和充足的氧供（Vanderkooietal.,1991）。这样就使得视网膜要比其他组织更易受到缺血和缺氧的攻击。尽管科学家们经过了多年的努力，已经对视网膜的上述解剖和生理学特点有了比较系统的认识，但是对于视网膜氧分布和消耗的分子机制却并不清楚，这也是造成多年来视网膜缺氧和缺血性疾病一直无法得到有效治疗的重要原因。因此，只有对视网膜氧分布和消耗在分子水平进行详细的研究，才能在对上述疾病的预防和治疗上有较大的突破。值得庆幸的是，2000年德国科学家ThorstenBurmester和ThomasHankelin首先在人和小鼠体内发现了一种主要分布在脑内并具有运输O2、促进O2向线粒体内弥散的珠蛋白家族成员——脑红蛋白（Neuroglobins,Ngb）。体内和体外的研究均证明，该蛋白对脑缺氧和缺血性疾病（例如脑中风）有明显的保护作用，从而对脑缺氧和缺血疾病的病因和治疗研究开创了一个新的研究方向。最近的研究表明，Ngb在眼视网膜中的表达比脑组织还要高100倍，是体内表达量最高的组织。结合视网膜的高耗氧量以及Ngb蛋白在生物体内的功能特性，我们有理由认为Ngb在视网膜的氧代谢中可能具有非常重要的生理学和病理学意义。这也为揭示视网膜缺氧性疾病的原因和病理机制提供了一个新的思路。因此，本课题立足于设想Ngb在视网膜中的表达与视网膜缺氧之间一定存在着密切的关系这个假说。以Ngb作为一个课题研究的中心，希望从多个方面搞清楚Ngb与视网膜氧代谢之间的相互关系，从而阐明视网膜氧代谢的分子机理。在此基础上通过干预视网膜中Ngb的表达和供氧，进一步搞清楚视网膜缺血和缺氧疾病的发病机理，为此类疾病的临床预防和治疗提供重要的参考价值。建议：1以上文字修改是按我的行文习惯，供参考；2对视网膜缺氧和缺血性疾病的发病机理的目前研究进展似应做适当综述；3对Ngb的研究进展的论述可考虑更充分一些；4对视网膜供血供氧的解剖基础的叙述似可更简练一些。5参考文献文内不必标注作者及年代，引用格式与国内期刊通用格式相同，另文献数目最好在20篇以内，大部分应为最新文献。主要参考文献：1.Wangsa-WirawanN.D.andLinsemeierR.A.(2003)RetinalOxygen:FundamentalandClinicalAspects.ArchOphthalmol.,121:547-557.2.Sharp,F.R.,Lu,A.,Tang,Y.&Millhorn,D.E.(2000)J.Cereb.BloodFlowMetab.20,1011–1032.3.Graham,S.H.&Chen,J.(2001)J.Cereb.BloodFlowMetab.21,99–109.4.Sakanaka,M.,Wen,T.C.,Matsuda,S.,Masuda,S.,Morishita,E.,Nagao,M.&Sasaki,R.(1998)Proc.Natl.Acad.Sci.USA95,4635–4640.5.Jin,K.L.,Mao,X.O.&Greenberg,D.A.(2000)Proc.Natl.Acad.Sci.USA97,10242–10247.6.Dore,S.,Sampei,K.,Goto,S.,Alkayed,N.J.,Guastella,D.,Blackshaw,S.,Gallagher,M.,Traystman,R.J.,Hurn,P.D.,Koehler,R.C.&Snyder,S.H.(1999)Mol.Med.5,656–663.7.Bergeron,M.,Gidday,J.M.,Yu,A.Y.,Semenza,G.L.,Ferriero,D.M.&Sharp,F.R.(2000)Ann.Neurol.48,285–296.8.Watanabe,K.,Takayasu,M.,Noda,A.,Hara,M.,Takagi,T.,Suzuki,Y.&Yoshia,J.(2001)ActaNeurochir.143,1157–1161.9.Lopez-Barneo,J.,Pardal,R.&Ortega-Saenz,P.(2001)Annu.Rev.Physiol.63,259–287.10.Suzuki,T.&Imai,K.(1998)CellMol.LifeSci.54,979–1004.11.Dewilde,S.,Blaxter,M.,VanHauwaert,M.L.,Vanfleteren,J.,Esmans,E.L.,Marden,M.,Griffon,N.&Moens,L.(1996)J.Biol.Chem.271,19865–19870.12.Jaakkola,P.,Mole,D.R.,Tian,Y.M.,Wilson,M.I.,Gielbert,J.,Gaskell,S.J.,Kriegsheim,A.,Hebestreit,H.F.,Mukherji,M.,Schofield,C.J.,etal.(2001)Science292,468–472.13.Burmester,T.,Weich,B.,Reinhardt,S.&Hankeln,T.(2000)Nature(London)407,520–523.14.Dewilde,S.,Kiger,L.,Burmester,T.,etal.(2001)J.Biol.Chem.276,38949-38955.15.Sun,Y.,Jin,K.,Mao,X.O.,Zhu,Y.&Greenberg,D.A.(2001)Proc.Natl.Acad.Sci.USA98,15306–15311.16.Sun,Y.,Jin,K.,Peel,A.,Mao,X.O.,Zhu,Y.&Greenberg,D.A.(2002)Proc.Natl.Acad.Sci.USA100,3497–3500.17.Tsacopoulos,M.,Poitry-Yamate,C.L.,MacLeish,P.R.andPoitry,S.(1998)Prog.RetinalEyeRes.17,429-44218.Yu,D.Y.andCringle,S.J.(2001)Prog.RetinalEyeRes.20,175-20819.Pugh,E.N.,Jr.,andLamb,T.(2000)InStavenga,D.G.,DeGrip,W.J.andPugh,E.N.,Jr.(ed.),MolecularMechanisminvisualtransduction.Elsevier,Amsterdam,pp.183-25520.Anderson,B.andSaltzman,H.A.(1964)Arch.Ophthalmol.72,792-795.21.Ames,A.(1992)Can.J.Pharmacol.,70,S158-S164.22.Anderson,B.(1968)Trans.Am.Ophthalmol.Soc.66,423-474.23.Wiedman,M.andTabin,G.C.(1999)Ophthalmology106,1924-192624.Karakucuk,S.andMirza,G.E.(2000)OphthalmicRes.32,30-4025.Schmidt,M.,Giebl,A.,Laufs,T.,etal.(2002)JBCinpress.26.Carter-Dawson,L.D.andLaVail,M.M.(1979)J.Comp.Neurol.188,245-2622．研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题：1．视网膜不同发育阶段Ngb的表达内容：（1）定量检测大鼠生后不同时间点P0（出生）、P3、P7（此期出现大量视网膜节细胞调亡）、P14（大鼠开始睁开眼睛）、P28（青春期）大鼠和成年大鼠视网膜内Ngb蛋白和mRNA；（2）应用微电极技术检测相应时间点大鼠视网膜内的氧分压变化；（3）检测相应时间点大鼠局部视网膜功能（ERG）的变化。目标：揭示生理状态下Ngb表达与视网膜耗氧量之间的关系。拟解决的关键问题：（为何是关键问题、如何解决应做适当论述）（1）幼年大鼠视网膜内氧分压及其正常值的测定。（2）幼年大鼠视网膜电图（Electroreti