1、视网膜色素变性的动物模型 杨永升 在动物实验中心和家养的动物中经常有一些自然发生的视网膜变性疾病的动物，由于 能供研究的人类的视网膜变性患者的眼组织标本相对缺乏，并且也不能用于严格的药物实 验，因此能够模拟人类疾病动物模型就显得尤为重要，它们对于研究人类同类疾病的发病 机理以及病理生理过程非常重要，也为我们提供许多相关候选基因，以发现人类疾病的致 病基因。对于疾病的治疗方案研究如相关的药物治疗实验、细胞移植以及基因治疗等，有 重要的作用。近年来我们在人类视网膜变性疾病分子病理机制方面的许多认识和进展绝大 多数都是从这些动物模型的研究中获得的。 目前研究人员已有能力创造基因特异性转基因鼠和目的基
2、因敲除（Knock out）动物， 作为人类视网膜变性疾病的新模型，更有利于阐明目的基因在疾病中所起的作用。 视网膜色素变性（RP）是一组视网膜进行性营养不良性退行病变，大部分是遗传性疾 病，是主要的致盲疾病之一，根据世界各地的调查资料，全球人口群体患病率约为 1/30001/5000（1990 年爱尔兰第六届 RP 会议报道） 。据此估计，全球的 RP 患者约有 150 万人，在中国约有 40 万人。RP 多于幼年或青春期发现，常双眼发病，也有病变仅发生在 单眼者，具有遗传倾向。本病遗传学分型可分为常染色体显性遗传（ADRP） 、常染色体隐 性遗传（ARRP） 、X 性连锁隐性遗传（XLRP
3、 ）及散发型。以下根据不同遗传分类详细阐 述 RP 动物模型。 一、常染色体显性遗传 RP（ADRP）动物模型 ADRP 在 RP 所有遗传形式中占 20，常见的致病基因有视紫红质 （Rhodopsin， RHO） 、盘缘蛋白（Peripherin/rds） 、视网膜神经拉链蛋白（NRL） 、 ROM1、RP1 和 CRX 等 14 个基因，并也克隆，但还有许多 ADRP 患者至今尚未查到相关 致病基因。 1、ADRP 鼠类模型 1.1 视紫红质基因异常鼠模型 RHO 基因敲除鼠模型：在西方国家研究中，RHO 基因突变引起的 ADRP 约占 10以 上，是最常见的致病基因，Humphries
4、等创造了一种 RHO 基因敲除鼠模型，RHO-/- 鼠的视 网膜外节发育不完全，3 个月后感光细胞完全消失。2 月龄鼠已检测不到视杆细胞 ERG 反 应。RHO+/-杂合子鼠虽保持有大多数感光细胞，但感光细胞的内节段和外节段结构排列紊 乱，在老年鼠外节段变短。这种鼠为我们提供了一个有明确遗传背景的动物模型，也可用 来评价基因治疗的效果，如将有功能的 RHO 基因转移到细胞中。1,2 Pro-23-His 突变鼠模型：RHO 基因中 Pro-23-His 突变是人类 RHO 突变最常见的一种， 即在 RHO 基因中 23 位的组氨酸被脯氨酸代替，导致异常基因产物产生，引起感光细胞凋 亡。这种病鼠
5、开始可产生正常的感光细胞，但光敏感部位外节不能长到正常长度，随着年 龄增长，感光细胞（包括锥、杆状细胞）的数量逐渐减少，ERG 的光电反应也逐渐消失。 3,4,5Lavail 等还创造了一种 P23H 突变大鼠模型，这种模型为研究提供了更大的眼球。 由于 RHO 突变基因的表达异常，有 3 种不同视网膜变性速率的品系。用针对 P23H mRNA 序 列的核酸酶治疗这种变性鼠可减慢变性的速率至少 3 个月。也有用神经营养因子眼内注射 减慢视网膜变性过程的报道。6 VPP 鼠：是一种具有视蛋白 N 末端三个突变位点（V20G，P23H，P27L）的转基因品系， 这种动物有很慢的变性过程，与人类 A
6、DRP 的 P23H 突变的视网膜变性有相似临床改变。7 Q344ter 和 S344ter 视紫红质基因鼠模型：在人类 ADRP 的 RHO 基因突变中，如果 有 RHO 基因羧基端的缩短可引起比其它突变更严重的临床症状。这种基因突变的转基因 鼠有 Q344ter 型缩短了 5 个氨基酸，S344ter 型截断了 15 个氨基酸，在 S344ter 模型鼠中， 所有磷酸化位点和阻抑蛋白结合位点都从 RHO 分子中消失，导致光暴露状态下持续的光反 应。S344ter 模型鼠有五个品系，分别有不同的变性速率，应用神经生长因子可减缓这种 鼠的变性速率。8,9 另外，目前还有 S334ter RHO
7、 转基因大鼠模型，根据不同的变性速 度以及相应的突变 RHO 的表达水平分为 5 类，含盖了最快变性到最慢变性的模型动物，象 P23H 大鼠一样，应用神经营养类物质也可减慢感光细胞变性过程。10,11 1.Humphries MM, Rancourt D, Farrar GJ, et al. Retinopathy induced in mice by targeted disruption of the rhodopsin gene. Nat Genet. 1997 Feb;15(2):216-219. 2.Lem J, Krasnoperova NV, Calvert PD, et al.
8、 Morphological, physiological, and biochemical changes in rhodopsin knockout mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999 Jan 19;96(2):736-41 3. Naash MI, Hollyfield JG, al-Ubaidi MR, et al. Simulation of human autosomal dominant retinitis pigmentosa in transgenic mice expressing a mutated murine opsin gene
9、. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993 Jun 15;90(12):5499-5503. 4. Steinberg RH, Flannery JG, Naash M, et al. Transgenic rat models of inherited retinal degeneration caused by mutant opsin genes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1996; 37:S698. 5.Steinberg RH, Matthes MT, Yasumura D, et al. Slowing by survival f
10、actors of inherited retinal degenerations in transgenic rats with mutant opsin genes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997; 38:S226. 6.Lewin AS, Drenser KA, Hauswirth WW,et al. Ribozyme rescue of photoreceptor cells in a transgenic rat model of autosomal dominant retinitis pigmentosa. Nat Med. 1998 Aug;4
11、(8):967- 971. 7. Naash MI, Hollyfield JG, Al-Ubaidi MR, et al. Simulation of human autosomal dominant retinitis pigmentosa in transgenic mice expressing a mutated murine opsin gene. Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90:5499-5503. 8. Sung C-H, Makino C, Baylor D, et al. A rhodopsin gene mutation responsi
12、ble for autosomal dominant retinitis pigmentosa results in a protein that is defective in localization to the photoreceptor outer segment. J Neurosci. 1994; 14:5818-5833. 9. Chen J, Makino CL, Peachey NS, et al. Mechanisms of rhodopsin inactivation in vivo as revealed by COOH-terminal truncation mut
13、ant. Science. 1995; 267:374-377. 10. Steinberg RH, Flannery JG, Naash M, et al. Transgenic rat models of inherited retinal degeneration caused by mutant opsin genes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1996; 37:S698. 11.Steinberg RH, Matthes MT, Yasumura D, et al. Slowing by survival factors of inherited ret
14、inal degenerations in transgenic rats with mutant opsin genes. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997; 38:S226. 1.2 rds 鼠 盘缘蛋白（Peripherin/rds）是一种脊椎动物感光细胞上表达的跨膜糖蛋白，位于感 光细胞外节段膜盘边缘，在膜盘的折叠和堆积有重要作用。编码这种蛋白基因突变可引起 ADRP 和一些种类的黄斑变性类疾病。人们就是通过对这种 rds 鼠基因突变的研究发现了盘 缘蛋白突变在人类遗传性视网膜变性疾病中的作用。 rds 鼠是一种非转基因，自然发生突变的，相似于人类 RP
15、疾病的一种小鼠模型，在 rds 纯合子中，感光细胞外节不发育，但在生后 2 周内其它视网膜层表现正常生长状态，随 后外核层和外丛状层开始变薄，到 23 月，变性加快，外核层减少到原来的一半，到 9 月， 周边部视网膜中感光细胞全部丧失，到 12 月，整个视网膜的感光细胞全部丢失。而视网膜 内层包括内核层、内从状层和神经节细胞层保持形态学完整，到后期，出现不规则血管变 化，继发其它视网膜细胞丧失。杂合子突变 rds 鼠有感光细胞外节及膜盘变性和空泡化， 外核层相对较好，变性过程发展慢。ERG 检测发现，生后 1 月内有波幅低于正常，但潜伏 时间正常，到 23 月后，波幅进一步降低，同时潜伏时间开
16、始变长，到 1 年时 ERG 波形 才全部熄灭。一些研究发现给予神经营养因子可延缓 rds 鼠变性的发展，这些结果给药物 和基因干预治疗 RP 提供了可能。12-15 12. Cayouette M, Behn D, Sendtner M, et al. Intraocular gene transfer of ciliary neurotrophic factor prevents death and increases responsiveness of rod photoreceptors in the retinal degeneration slow mouse. J Neurosc
17、i. 1998 Nov 15;18(22):9282-9293. 13. LaVail MM, Yasumura D, Matthes MT, et al. Protection of mouse photoreceptors by survival factors in retinal degenerations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998 Mar;39(3):592-602. 14. Travis GH, Brennan MB, Danielson PE, et al. Identification of a photoreceptor-specifi
18、c mRNA encoded by the gene responsible for retinal degeneration slow (rds). Nature. 1989 Mar 2;338(6210):70-73. 15.Sanyal S, De Ruiter A, Hawkins RK. Development and degeneration of retina in rds mutant mice: light microscopy. J Comp Neurol. 1980 Nov 1;194(1):193-207. 1.3 CRX 敲除鼠模型 CRX 是 otx 样同型盒基因，
19、在感光细胞盒松果体细胞中特异性表达，对眼感光细胞特 异性基因调控有作用。在人类 CRX 突变可引起锥杆细胞营养不良、RP 和先天性 Leber 氏 黑朦（LCA） ，在这种 CRX 敲除鼠中，感光细胞外节并不能很好维护， ERG 检测有锥杆 细胞功能减退。同时有相关几种感光细胞特异性基因也有表达减少。 16. Furukawa T, Morrow EM, Li T, et al. Retinopathy and attenuated circadian entrainment in Crx-deficient mice. Nat Genet. 1999 Dec;23(4):466-470. 2
20、、ADRP 猪类模型 2.1 Pro 347 leu 转基因猪模型 杜克大学和北卡罗利亚大学也创造一种大型 RP 动物模型，是 RHO 基因的 Pro 237 leu 突变的转基因猪，就像 pro 23 H 一样，Pro 347 leu 是第 347 碱基脯氨酸变为亮氨酸，也是 较普遍的一种 RHO 位点突变。 Pro 347 leu 猪有 2 个品系，其中一种变性很快。象 RP 病人 一样，这种模型也有早期严重的杆细胞丧失，锥细胞初期相对保持完整，但随后也逐渐变 性，到 20 月时，形态上只有一层锥细胞，明视 ERG 也明显减低。 这种 RHO 转基因猪与人类 RP 视网膜有许多相似细胞学特
21、征，可以用于检测感光细胞 变性的早期阶段，这些情况在人类还不太清楚。这种猪有 3 个月的生产周期，尽管有高消 耗且动物体重较重（可达 250 磅）给研究带来困难，但作为一种理想的评价视网膜变性的 动物模型还是值得推荐的。 这种猪的视网膜有很好的组织结构，有大量的锥细胞，尽管猪的视网膜缺乏黄斑区， 但在其它许多方面更象人眼，有很好的巩膜、脉络膜，能很好的耐受手术操作，因此猪眼 更适合于实验、手术以及治疗性研究。由于与人 RP 病人有相似的表型，这种转基因猪提 供了一种大动物模型，另外在作临床前期治疗性观察方面更是无价的。17-18 17. Li ZY, Wong F, Chang JH, et
22、al. Rhodopsin transgenic pigs as a model for human retinitis pigmentosa. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998 Apr;39(5):808-819 18. Petters RM, Alexander CA, Wells KD, et al. Genetically engineered large animal model for studying cone photoreceptor survival and degeneration in retinitis pigmentosa. Nat B
23、iotechnol. 1997 Oct;15(10):965-970. 二、常染色体隐性遗传 RP（ARRP）动物模型 常染色体隐性遗传 RP，虽然一些患者的表型有所差别，但一般来说， ARRP 的进展速 度要快于 ADRP，到目前为止有，至少有 24 个基因与 ARRP 有关（包括 ABCA4, CERKL, CNGA1, CNGB1, CRB1, LRAT, MERTK, NR2E3, NRL, PDE6A, PDE6B, RGR, RHO, RLBP1, RP1, RPE65, SAG, TULP1, USH2A 等） 。 1、ARRP 鼠类模型 1.1 rd 小鼠 先天性自然发生的视网
24、膜变性小鼠，是研究人类 RP 的主要的动物模型之一，一般生 后 6 天即有视网膜杆状细胞开始变性，到 2 月时感光细胞已全部消失。杆状细胞变性很快， 而锥细胞变性很慢。到生后 17 天，后部视网膜仅有 2的杆状细胞，而有 75的锥细胞保 留。到 36 天时，杆状细胞全部消失。变性原因可能与视网膜中杆状细胞中 CGMPPDE 酶活性丧失而引起 CGMP 在视网膜中积累有关。进一步研究发现分子遗传性缺陷在于编码 PDE 亚单位基因突变引起。 一些研究发现用基因治疗方法（替代视网膜编码 PDE 基因）可延缓 rd 鼠变性的过 程。另外，有人用钙离子拮抗剂 D 顺地尔硫卓治疗 rd 鼠，也可延缓视网膜
25、变性。注射一 些神经营养类物质如成纤维生长因子（FGF） 、脑源性神经营养因子（BDNF）和睫状神经 营养因子（CNTF ）能够减慢 rd 鼠视网膜变性速率。19-23 19. Frasson M, Sahel JA, Fabre M, et al. Retinitis pigmentosa: rod photoreceptor rescue by a calcium-channel blocker in the rd mouse. Nat Med. 1999 Oct;5(10):1183-1187. 20. LaVail MM, Yasumura D, Matthes MT, et al.
26、Protection of mouse photoreceptors by survival factors in retinal degenerations. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998 Mar;39(3):592-602. 21.Bennett J, Tanabe T, Sun D, et al. Photoreceptor cell rescue in retinal degeneration (rd) mice by in vivo gene therapy. Nat Med. 1996 Jun;2(6):649-654. 22. Bowes C,
27、Li T, Danciger M, et al. Retinal degeneration in the rd mouse is caused by a defect in the beta subunit of rod cGMP-phosphodiesterase. Nature. 1990 Oct 18;347(6294):677-680. 23. Carter-Dawson LD, LaVail MM, Sidman RL. Differential effect of the rd mutation on rods and cones in the mouse retina. Inve
28、st Ophthalmol Vis Sci. 1978 Jun;17(6):489-498. 1.2 RPE65 基因敲除鼠模型 RPE65 基因突变可引起生后或儿童早期严重的视力障碍或盲，虽然该基因确切的功能 仍不清，但 RPE65 蛋白是与视网膜色素上皮细胞（RPE）维生素 A 代谢有关，RPE65 基因 敲除鼠在视网膜生理及生化方面有一系列改变。与 RPE65+/+和 RPE65+/-鼠比较，RPE65-/- 鼠的外节膜盘有轻度结构异常。ERG 检测 RPE65-/-鼠杆状细胞功能缺失，但锥体细胞功能 仍保留，这种鼠缺乏视紫红质（Rhodopsin） ，但并不缺乏视蛋白载体蛋白。而全反视
29、黄醛 酯过度积聚在 RPE 细胞上，11 顺视黄醛酯缺乏。因此可以推测在 RPE 细胞上从全反视黄 醛酯11 顺视黄醛酯的代谢受阻。RPE65 基因敲除鼠是 RP 和 Leber 先天性黑朦的共同的 动物模型。 24. Redmond TM, Yu S, Lee E, et al. Rpe65 is necessary for production of 11-cis-vitamin A in the retinal visual cycle. Nat Genet. 1998 Dec;20(4):344-351. 1.3 Tubby 样鼠模型 Tub 基因突变可引起 Tubby 样鼠视网膜变性
30、、肥胖和耳聋等。Tub 基因是 Tubby 样基 因家族（Tulps）中一员，它编码的蛋白目前仍不知其功能，这个家族的其它成员也在植物、 脊椎动物和非脊椎动物中发现。Tulp 蛋白拥有一个保守的羧基末端区域（大约 200 氨基酸 残基） ，人 Tulp1 特异在视网膜上表达。Hagstrom 分析了 162 例非综合症性 ARRP 和 374 例散发性 RP 患者，发现 2 例复合杂合子 Tulp1 突变。这种突变中有 3 个是错译突变引起 C 末端保守区，还有一种影响拼接位点上游。这些结果提示 Tulp1 突变是感光细胞的生理 过程中起重要作用。25 25. Hagstrom SA, Nor
31、th MA, Nishina PL, et al. Recessive mutations in the gene encoding the tubby-like protein TULP1 in patients with retinitis pigmentosa. Nat Genet. 1998 Feb;18(2):174- 176 1.4 RCS 大鼠 RCS 大鼠是一种经典的视网膜变性大鼠模型，因最先在英国皇家外科医生学院（Royal College of Surgeons）种系鼠种发现，现已在世界各地广泛使用。同类遗传品系也用于基因 控制以及研究变性鼠和正常鼠之间的不同色素类型和变性
32、速率。生后 12 天即有感光细胞变 性，至 2 月失感光细胞明显减少，外核层仅剩两层细胞，视网膜下间隙有许多外节膜盘碎 屑，34 月后视网膜增生血管逐渐取代 RPE 层。RCS 大鼠的发病机制是 RPE 细胞不能吞 噬感光细胞杆细胞外节，导致膜盘碎片聚积在 RPE 和感光细胞之间。主要的基因缺陷在 RPE 细胞，感光细胞死亡是继发效应。最近研究发现 RCS 大鼠的缺陷基因是受体酪氨酸激 酶基因（Mertk 基因） 。26-29 将正常的 RPE 细胞移植到 RCS 大鼠的 RPE 细胞层和感光细胞之间的空间中，可以改 善该鼠的表型，而且注射神经营养因子可以延缓感光细胞变性的进展，这为药物治疗视
33、网 膜变性提供了一定依据。 26.LaVail MM, Sidman RL, Gerhardt CO. Congenic strains of RCS rats with inherited retinal dystrophy. J Hered. 1975 Jul-Aug;66(4):242-244. 27.Faktorovich EG, Steinberg RH, Yasumura D, et al. Photoreceptor degeneration in inherited retinal dystrophy delayed by basic fibroblast growth fac
34、tor. Nature. 1990; 347:83-86. 28.Sauve Y, Klassen H, Whiteley SJ, et al. Visual field loss in RCS rats and the effect of RPE cell transplantation. Exp Neurol. 1998 Aug;152(2):243-250. 29. DCruz PM, Yasumura D, Weir J, et al. Mutation of the receptor tyrosine kinase Mertk in the retinal dystrophic RC
35、S rat. Hum Mol Genet. 2000; 9:645-651. 2、ARRP 猫类模型 2.1 埃塞俄比亚猫（Abyssinian 猫） 这种猫是具有隐性遗传性视网膜变性的动物模型，主要影响感光细胞，但突变基因及 其功能至今仍未确定。这种猫大多数到 1.52 年时眼底镜下仍为正常，它的视网膜变性是 很慢的进行性发展。到 24 年时才有普遍的视网膜萎缩，相似于人类 RP 症状。在早期， 视网膜中周部及周边是更早更严重受累，随着疾病进展，逐渐向后极部进展，晚期仅有中 心视网膜保持正常状态。杆状细胞受累早于锥细胞，但到后期这两种感光细胞同样受累， 最早期的组织学改变为杆状细胞外节膜盘定
36、向障碍，有高比例的外节膜盘不发育，而锥细 胞早期正常。大约 6 月时膜盘有连接断裂血管化以及膜盘物质堆积和残片形成，随后有杆 状细胞死亡消失。锥细胞保持正常到 23 年。目前这种模型猫主要用于视网膜移植实验以 观察疾病过程是否可被延缓或阻止。30-31 30. Ivert L, Gouras P, Naeser P, et al. Photoreceptor allografts in a feline model of retinal degeneration. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1998 Nov;236(11):844-52. 31.Nar
37、fstrom K, Nilsson SE. Hereditary rod-cone degeneration in a strain of Abyssinian cats. Prog Clin Biol Res. 1987; 247:349-368. 3、ARRP 犬类动物模型 3.1 锥细胞变性犬 锥细胞变性犬是 1972 年在阿拉斯加北极犬中发现的一种具有隐性遗传疾病的犬。这种 变性犬生后 1 月出现昼盲而夜视正常，生后 1 年所有锥细胞丧失，但杆细胞保持正常数量、 形态及功能直至终生。锥细胞丧失具有高度选择性，因此这种犬是唯一一种杆体全色盲动 物模型，与人杆细胞全色盲病理过程相似，而不象
38、其它感光细胞变性模型那样有核固缩和 凋亡现象，而是锥细胞的核缓慢“挤入”到内节中，占据感光细胞和 RPE 细胞之间的空间。 但是这种 CD 犬的致病基因并未确定，但基本上定位于相当于人类常染色体 8q 的位置，而 此处基因的突变在人类可引起毛发退色。32-33 32. Aguirre GD, Rubin LF. Pathology of hemeralopia in the Alaskan malamute dog. Invest Ophthalmol. 1974 Mar;13(3):231-235. 33. Gropp KE, Szel A, Huang JC, et al. Selecti
39、ve absence of cone outer segment beta 3-transducin immunoreactivity in hereditary cone degeneration (cd). Exp Eye Res. 1996 Sep;63(3):285-96. 3.2 进行性锥杆细胞变性犬模型（Prcd） 这种 Prcd 犬原发于小型狮子犬，与小猎犬杂交后增加了繁殖能力，这种品系在体格上 以及基因背景上与其它突变品系相似，可用于各品系之间的对照研究，另外还有经济学优 势。 Prcd 犬的视网膜锥杆细胞开始发育正常，在成年早期杆细胞出现变性，随后锥细胞也 缓慢变性，根据变性
40、的表型可分为两型即快速型和慢速型。对其相关候选基因的筛选，已 经将异常基因定位到 CFA9，相当与人常染色体 17q。 目前还不能解释的是这种疾病伴有血清中不饱和脂肪酸 DHA（22：6 3）明显减少， 相似的异常也有在人 RP 和 USHER 综合症中有报道。DHA 是人和动物视网膜发育和功能 发挥必不可少的物质，是杆细胞外节中主要的脂肪酸，这种低 DHA 与 RP 以及 Prcd 犬可 能是相关的，但原因不明。此外，有些研究认为 DHA 低水平可以导致已知基因位点的突 变，但也有人观点是 DHA 异常不可能是变性的直接原因，而是调控性的，影响疾病严重 性的因素。 用 Prcd 犬模型研究视
41、网膜变性与 DHA 代谢关系为研究人类同类疾病提供了很好的模 型，对受累的 Prcd 犬和正常对照犬在相同环境相同饮食并有相近遗传背景下饲养，是研究 所必须要求的。34-36 34. Aguirre GD, Acland GM, Maude MB, et al. Diets enriched in docosahexaenoic acid fail to correct progressive rod-cone degeneration (prcd) phenotype. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997 Oct;38(11):2387-2397. 35. Agu
42、irre G, Alligood J, OBrien P, et al. Pathogenesis of progressive rod-cone degeneration in miniature poodles. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1982 Nov;23(5):610-630. 36. Acland GM, Ray K, Mellersh CS, et al. Linkage analysis and comparative mapping of canine progressive rod-cone degeneration (prcd) establ
43、ishes potential locus homology with retinitis pigmentosa (RP17) in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Mar 17;95(6):3048-53. 3.3 早期的视网膜变性犬（erd） Erd 犬具有杆细胞外节和锥杆细胞突触的结构发育异常，在病犬生后 3 月即有两种感 光细胞的快速变性，视网膜形态发生异常，表现为感光细胞内外节发育不协调，导致细胞 有多变的尺寸，外丛状层的突触发育停止，在视网膜电图（ERG）上，这一阶段有特征性 的负向波形，同时反应波幅降低。由于锥杆细胞突触异常，代表突触
44、后离子流的 ERG b 波 消失。在老年病犬中，感光细胞最终变性死亡，变性过程开始比较快（1012 周） ，到 6 月后变性更快，而且杆细胞变性快于锥细胞。Erd 犬的遗传学缺陷已定位于相当于人类常 染色体 12p 的区域。37 37. Acland GM, Aguirre GD. Retinal degenerations in the dog: IV. Early retinal degeneration (erd) in Norwegian elkhounds. Exp Eye Res. 1987 Apr;44(4):491-521. 38.Acland GM, Ray K, Melle
45、rsh CS, et al. Novel retinal degeneration locus identified by linkage and comparative mapping of canine early retinal degeneration. Genomics. 1999 Jul 15;59(2):134-42 3.4 锥杆细胞发育不良（rcd）犬模型 锥杆细胞发育不良（rcd）犬模型主要有 3 种，rcd1，rcd2 和 rcd3。 Rcd1 犬模型是已研究了 25 年的一种爱尔兰长毛猎犬。主要的发病机制是 CGMP 代谢 异常导致 CGMP 水平升高好几倍，引起感光细胞
46、分化障碍，并且很快变性。生后第 2 月。 杆细胞功能丧失，通常在 1 年内出现锥细胞功能减退。经过多年生化及分子遗传学研究， 发现该犬的真正缺陷是编码杆细胞的 CGMP 磷酸二酯酶 亚单位的基因第 807 密码子无 意突变。这与人类 ARRP 的一种类型以及 rd 小鼠有相同的基因突变。用神经营养因子可以 使早期病犬的感光细胞得到很大的挽救。38-39 Rcd2 是一种柯利犬，临床和病理上与爱尔兰长毛猎犬 rcd1 无太大差异，另外有相似 的生化异常，同样有 CGMPPDE 酶活性丧失，CGMP 升高了 10 倍，但 PDE 基因并未累及。 经遗传连锁及编码位点的直接测序，排除了 PDE 、
47、以及转导蛋白 1 基因，另外 其它光传导基因也排除。因此 Rcd2 可能是一种新的光传导基因缺陷影响 CGMP 代谢最终引 起感光细胞变性。40 Rcd3 是一种威尔士哈巴狗，它的病理学以及进展相似于爱尔兰长毛猎犬 rcd1，它也 是 CGMPPDE 亚单位基因突变引起，在人类 RP 中也有相同基因突变引起该病，这种犬模 型是该种基因突变的唯一的模型 38. Suber ML, Pittler SJ, Qin N, et al. Irish setter dogs affected with rod/cone dysplasia contain a nonsense mutation in t
48、he rod cGMP phosphodiesterase beta-subunit gene. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993 May 1;90(9):3968-3972. 39. Barbehenn E, Gagnon C, Noelker D, et al. Inherited rod-cone dysplasia: abnormal distribution of cyclic GMP in visual cells of affected Irish setters. Exp Eye Res. 1988 Feb;46(2):149-159. 40. Wa
49、ng W, Acland GM, Ray K, Aguirre GD. Evaluation of cGMP-phosphodiesterase (PDE) subunits for causal association with rod-cone dysplasia 2 (rcd2), a canine model of abnormal retinal cGMP metabolism. Exp Eye Res. 1999 Oct;69(4):445-453. 41.Petersen-Jones SM, Entz DD, Sargan DR. cGMP phosphodiesterase-alpha mutation causes progressive retinal atrophy in the Cardigan Welsh corgi dog. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999 Jul;40(8):1637-1644. 3.5 感光细胞营养不良 pd 犬模型 Pd 犬是目前犬类已确定的 6 种常染色体和一种性染色体遗传性视网膜变性中的一种。 最早在德国微型髯犬中发现，经家系分析，认为是常染色体隐性遗传，一般
