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犬:遗传性眼病
2016年07月21日
来源:Canine Genetics and Epidemiology December 2014, 1:3
作者:李晓菲译
责任编辑:admin
摘要:遗传性眼病可以说是最好的描述和最好的总结犬的所有遗传性疾病。犬和人的疾病表型和眼睛结构及功能相似,以及越来越复杂的遗传工具可用于犬。这意味着犬可能会发挥越来越大的作用,了解眼睛的正常运作,通过我们的能力来治疗遗传性眼部疾病。本文综述了与犬遗传性眼部疾病相关的突变。
摘要: 遗传性眼病可以说是最好的描述和最好的总结犬的所有遗传性疾病。在临床和分子水平上,科学文献中记录的29种文献同犬遗传性眼部疾病相关。犬已经扮演了一个重要的角色,在鉴定眼发育和功能基因方面以及新型的人类遗传性失明新疗法方面发挥重要作用。犬和人的疾病表型和眼睛结构及功能相似,以及越来越复杂的遗传工具可用于犬。这意味着犬可能会发挥越来越大的作用,了解眼睛的正常运作,通过我们的能力来治疗遗传性眼部疾病。本文综述了与犬遗传性眼部疾病相关的突变。
简介: 在临床和分子水平上,遗传性眼病可以说是最好的描述和最好的总结犬的所有遗传性疾病,在写的时候,科学文献中记录的29种文献同犬遗传性眼部疾病相关。在遗传和临床水平上,几个条件已被描述非常好描述,虽然他们的因果关系仍然难以捉摸的;然而,许多这些遗传基础将在接下来的几年里是毋庸置疑的,由于现在犬日益复杂的遗传资源。
为什么有这么多的遗传性眼睛疾病在犬中被描述?一个主要的原因是,犬的眼睛是非常方便的,它可以被详细检查,使用非侵入性的技术,在不显著损害视觉情况下使它相对容易检测到异常。在许多国家,在领养前,提供给犬饲养者机会来对犬进行临床筛查计划,在理想的情况下,可知被遗传的疾病。
视网膜疾病: 遗传性视网膜疾病是犬最优秀的临床和遗传特征的遗传性疾病。视网膜疾病可以分为不同的方式,当然不是通过唯一的方法来分区他们。然而,大多数的分类方法,广泛考虑到发展的典型阶段或疾病的发病年龄。通常是受影响的细胞和在犬的一生中是否病情逐渐严重,是否它或多或少是固定的。在这里,视网膜疾病已被广泛地分为两大类;在犬的一生中,退行性条件下视网膜由正常发育到退化过程。发育或发育异常的疾病中,视网膜发育异常。应当强调把所有的视网膜疾病归于这两大形式在某些情况下不可避免的过于简化。而少数视网膜疾病都有发育不良和退行性特征。
视网膜变性疾病: 在犬的大多数视网膜疾病是退化导致的。一些退化的条件,其特征是随着时间的推移不可避免地增加其严重程度,最终完全丧失视力,其他是通过病理学观察,在生活中没有显著恶化。这两个广泛的临床类别的疾病描述如下
渐进性视网膜疾病: 渐进性视网膜萎缩(PRA)和锥杆营养不良(CRD)是两种渐进性视网膜疾病共同表达方式。通过影响视网膜感光细胞导致双侧退行性疾病。
渐进性视网膜萎缩: 渐进性视网膜萎缩(PRA)特征是杆感光器功能的初始损耗,其次是视锥细胞功能损伤,由于这个原因夜盲症是大多数受PRA影响犬的第一重要的临床表现。总是伴随明亮的光线下视觉障碍,伴随着的变化特点,通过检眼镜对眼底检查可见。典型的变化包括了视网膜血管衰减,由于视网膜变薄及视神经萎缩毡层反射率增加。许多犬继发白内障的发展,由于晶状体混浊掩盖视网膜导致视网膜电图扫描(ERG)的应用。而大多数的犬表现出同样的眼底异常,基因和不同形式的PRA遗传形式导致这些异常的发展有很大的不同可以大致分为早期和迟发型模式。
PRA发病的早期形式: 犬出生后视网膜分化期的研究表明:疾病发病的早期形式通常出现在2和6周。其特征是由发育异常的视杆和视锥感光细胞。四个良好的特点,不同基因的常染色体隐性遗传形式,早发性视网膜变性是杆锥发育不良型1(rcd1),杆锥发育不良型2(RCD2),杆锥发育不良型3(rcd3)和早期视网膜变性(ERD)。rcd1从出生后约25天影响爱尔兰雪达犬直到大约1年时结束,视杆和视锥细胞数量的减少,是由807位密码子编码的磷酸二酯酶β亚基基因(PDE6B)的无义突变引起的,光传导途径的重要成员。这种突变首先是要确定是犬的哪种PRA形式?8个碱基对嵌入816密码子中,导致PRA的发病年龄推迟,犬2-3岁时视觉障碍不被注意到。在杆锥发育不良3(rcd3)影响犬正常杆介导的ERG反应不能出现,感光细胞外节段的不成熟和视杆细胞由于凋亡缺失。突变在3已经证实同人类和小鼠的视网膜变性有关。
而PRA发病的早期形式,rcd1和rcd3,如上所描述的,是第一个在分子水平上描述犬遗传疾病特征的,类似的早期发病突变条件ERD(早发性退化)最近已被确定。虽然已知有神经细胞STK38L的功能和异常感光功能不相关。与这种疾病相关的犬建立这个基因作为类似的疾病在其他物种包括人类一个潜在的候选基因。
不同的早发性PRA形式影响迷你雪纳瑞。组织学上这种疾病在一个非常早期的年龄时是显而易见的,正常的视网膜是接近出生后分化的结果,由于它影响到视杆和视锥细胞,它被称为感光体发育不良病(PD)。这种疾病早期同光传感因子的一个错义突变相关。然而更多的研究已经排除光传感因子的突变。对造成这种疾病的基因和突变鉴定,被称为PRA A型。有证据表明,A型实际上是迷你雪纳瑞中罕见的PRA形式。不同PRA基因形式从品种内分离,该突变尚未确定。
最近,一个复杂的突变,包括一一个碱基对的缺失和6个碱基的插入的组合在PRA早期CNGB1的26个外显子中。基因突变导致移码和一个提前终止密码子。受影响的犬表现出早期缺乏视杆功能,其次是一个缓慢的视网膜变性,表型与小鼠和人类的基因突变CNGB1可比。CNGB1结合CNGA1形成杆环核苷酸门控通道。先前研究表明:CNGB1是视杆细胞外片段CNGA1必须的靶向目标。PRA上述发病的早期形式都是由常染色体基因突变引起的。
PRA的晚期发病形式: PRA的迟发性的形式都是完成正常发育感光细胞变性。而早发性疾病涉及的基因是这些感光细胞基因正常发展所必需的。后期的疾病发病形式同这些基因相关。渐进性的视杆视锥变性(PRCD)是影响多个品种的PRA晚期发作形式。
锥杆视网膜变性(CRD): 随着视椎细胞受影响,椎杆营养不良是主要锥体疾病。CRD眼底变化与PRA非常相似。详细研究,测量视网膜视锥和视杆细胞特异性反应是需要可以区分两种状态。因为这个原因随着CRD疾病的深入研究,之前被初步划分为PRA的疾病需要重新分类。在一个自交系的研究群体所有显示眼科异常的犬,在6周和25周时通过ERG进行眼底检查,诊断描述为一种早发,常染色体隐性遗传PRA。通常会在2岁时失明。随后的视网膜电图研究发现:锥感光功能的初步减少导致该病被重新归类为锥杆营养不良(CRD),而不是一种视杆介导的PRA,因为杆椎细胞变性疾病被称为cord1锥杆变性1。
固定视网膜疾病: 上面描述的两PRA和CRD形式都是遗传性视网膜病变。特点:随着时间的推移,增加严重程度和减少的视觉功能。第一个非渐进性视网膜病变为特征的描述是瑞典伯瑞犬,作为固定的先天性,它被称为先天性静止性夜盲(CSNB)。自最初的报告也被描述为有一个渐进的组成部分,导致它也被误诊为遗传性视网膜营养不良。然而CSNB和遗传性视网膜变性已被证明是由RPE65基因5号外显子的一四个核苷酸的缺失导致。RPE65参与全反式维甲酸转化为11 -顺式维甲酸和视觉周期的缺失被中断,导致视觉色素缺乏。有一个非常典型的临床表型,受影响的犬有严重的视觉障碍,年长的犬可能会显示微妙的视网膜异常,预示着一个缓慢进行性视网膜变性过程。视锥和视杆介导的ERG反应是高度异常,可能是由于视椎和视杆细胞组合反应有非常低的灵敏度。有健康的视杆细胞犬独特的视觉功能缺失在受CSNB影响的犬中也被观察到。导致视网膜基因治疗领域的里程碑式研究。视网膜下注射腺相关病毒载体表达RPE65导致视杆功能的恢复,改善视觉功能。锥体变性(CD)也不同于其他渐进性疾病。早发性锥变性发生在随后的杆变性为特征的锥杆营养不良的情况下。
发育性疾病: 视网膜发育不良是指发育中视网膜的无序增殖和不完善的分化,并可分为局灶性,多灶性等。焦点和多焦点在视网膜层内部组织类型表现为线性褶皱和"花环"。
遗传性白内障: 晶状体是透明的,两面凸,眼前段缺血结构,负责将光线被聚焦折射在视网膜上。晶状体由晶状体囊和晶状体纤维组成由许多密集的环状韧带悬吊,被悬韧带固定悬挂在虹膜之后玻璃体之前。透明性是晶状体的一个重要的属性部分是由于晶状体纤维内光散射细胞器的缺失。新的晶状体纤维是由晶状体上皮细胞的赤道细胞,它细长,合成蛋白和最后失去核成为成熟的晶状体纤维。晶状体,晶状体蛋白约90%,通过形成可溶性,有助于保持透明度。白内障是简单定义为晶状体混浊但发病的原因有多种,包括老龄 和其他疾病如糖尿病或渐进性视网膜萎缩和创伤。原发性或遗传性白内障(HC)是犬常见的导致失明的主要原因。不同的品种均有遗传性白内障的报告,不同的是,他们的解剖位置、年龄和持续性或固定的特征,白内障通常表现为明显的品种特异性。
原发性晶状体脱位: 原发性晶状体脱位不是晶状体本身的疾病,而是遗传的晶状体悬器、悬韧带变性,暂停晶状体悬挂于睫状体,将晶状体保持在视觉轴并与玻璃体的前表面接触。
青光眼: 青光眼是用来描述一组导致眼内压增高的条件的术语,对视网膜神经节细胞及其轴突有损害,导致视力下降和失明。青光眼通常分为先天性、原发性和继发性两种类型,这取决于病情的病因。犬先天性青光眼是罕见的。而继发性青光眼,这是犬中最常见的形式。原发性青光眼可发生于无其他眼部疾病的情况下,因此被推测是遗传原因导致的。原发性青光眼可发生,由于不正常的,缩小或封闭的阻止了眼前房有效排水进入睫状裂。存在(闭角型青光眼)或不存在(开角型青光眼)。前房角发育不全是犬的原发性青光眼最常见的原因
持续性增生性原发性玻璃体: 持续性原始玻璃体增生症(PHPV)是一种先天性、非持续的疾病,是胎儿的玻璃体血管不正常衰退导致的。
结论: 犬和人在疾病的表型和眼睛的结构和功能之间有相似性,犬已经在新的人类遗传性失明疗法中发挥了重要作用。日益复杂的遗传工具可用于犬,对理解的眼睛的正常运作,及治疗遗传性眼睛疾病方面意味着犬可能会发挥越来越大的作用。http://link.springer.com/article/10.1186/2052-6687-1-3
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