視網(wǎng)膜色素變性（RP）是一組遺傳性視網(wǎng)膜退行性疾病，全球受影響人數(shù)超過(guò)150萬(wàn)。其主要病理特征為光感受器細(xì)胞進(jìn)行性凋亡，導(dǎo)致夜盲、視野縮窄，最終可能致盲 ^[1]。在眾多致病基因中，RHO基因突變是最常見(jiàn)的原因之一，尤其在常染色體顯性RP（adRP）中發(fā)揮關(guān)鍵作用，這也是目前大多數(shù)RHO相關(guān)研究、小鼠模型開(kāi)發(fā)及療法探索的重點(diǎn)方向。而在少數(shù)情況下，RHO基因的純合功能缺失突變也可導(dǎo)致常染色體隱性RP（arRP），但針對(duì)此類arRP的機(jī)制研究和模型開(kāi)發(fā)相對(duì)不足 ^[2]。為填補(bǔ)此空白，賽業(yè)生物開(kāi)發(fā)并推出Rho KO小鼠模型。該模型通過(guò)模擬RHO功能缺失，為研究arRP的發(fā)病機(jī)制及開(kāi)發(fā)干預(yù)策略提供了有力工具。
 

圖1. 與視網(wǎng)膜色素變性（RP）相關(guān)的RHO基因突變類型 ^[2]。

RHO基因與視網(wǎng)膜色素變性（RP）
視網(wǎng)膜色素變性（RP）的全球發(fā)病率約為1/4000，其病理特征為視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞逐漸凋亡 ^[3]。患者初期通常表現(xiàn)為夜盲，隨后視野逐漸收縮（管狀視野），嚴(yán)重者可致完全失明。RHO基因是RP最常見(jiàn)的致病基因之一，其編碼的視紫紅質(zhì)（Rhodopsin）位于視桿細(xì)胞，與11-順式視黃醛結(jié)合形成感光色素，并在光照條件下啟動(dòng)視覺(jué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。作為G蛋白偶聯(lián)受體，視紫紅質(zhì)吸收光子后將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號(hào)。這一過(guò)程不僅是暗視覺(jué)的基礎(chǔ)，對(duì)于維持視桿細(xì)胞存活和視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定亦至關(guān)重要 ^[4]。
 

圖2. 視紫紅質(zhì)（Rhodopsin）蛋白的功能及不同突變類型對(duì)其功能的影響 ^[2]。

RHO基因突變是導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素變性（RP）具有遺傳多樣性的重要原因之一。目前已報(bào)道超過(guò)150種與視網(wǎng)膜疾病相關(guān)的RHO突變類型。這些突變主要導(dǎo)致常染色體顯性RP（adRP，約占adRP病例的25%-30%），少數(shù)情況下也可引發(fā)常染色體隱性RP（arRP）或先天性靜止性夜盲癥（CSNB） ^[5]。

其致病機(jī)制主要包括：

• 功能獲得型（GOF）突變：此類突變導(dǎo)致視紫紅質(zhì)蛋白錯(cuò)誤折疊或功能異常，對(duì)視桿細(xì)胞產(chǎn)生毒性，誘發(fā)細(xì)胞凋亡，最終引起adRP。例如，P23H突變可導(dǎo)致蛋白錯(cuò)誤折疊并滯留于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER），觸發(fā)ER應(yīng)激，進(jìn)而引起細(xì)胞死亡^[6]。
• 功能缺失型（LOF）突變：雙等位基因的功能喪失導(dǎo)致無(wú)法合成功能性視紫紅質(zhì)，進(jìn)而引起視桿細(xì)胞外段退化，最終發(fā)展為arRP^{[2, 5-6]}。

圖3. 與常染色體顯性RP（adRP）相關(guān)的RHO基因突變 ^[2]。

賽業(yè)生物Rho KO小鼠模型
以往關(guān)于RHO基因突變的小鼠研究多聚焦于adRP，特別是P23H突變模型，這些模型主要用于模擬顯性遺傳模式下的蛋白毒性機(jī)制 ^{[2, 7-8]}。然而，為了深入研究由RHO功能完全缺失引起的arRP，并評(píng)估旨在恢復(fù)或替代視紫紅質(zhì)功能的療法，功能缺失型動(dòng)物模型不可或缺。賽業(yè)生物全新推出的Rho KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001700）通過(guò)完全敲除內(nèi)源性Rho基因，阻斷了視紫紅質(zhì)的表達(dá)，精確模擬了由RHO無(wú)效突變（null mutation）引起的病理狀態(tài)。這一純合敲除模型忠實(shí)再現(xiàn)了人類arRP中視紫紅質(zhì)缺失的表型，是研究此類隱性遺傳視網(wǎng)膜疾病的重要工具。

其關(guān)鍵表型特征包括：

• 視網(wǎng)膜外核層（ONL）變薄

在8周齡時(shí)，Rho KO小鼠的視網(wǎng)膜外核層（ONL）厚度明顯下降，表明視桿細(xì)胞嚴(yán)重喪失，反映出顯著的視網(wǎng)膜退化。

圖4. 8周齡純合Rho KO小鼠和野生型小鼠（WT）眼底形態(tài)（Fundus）、光學(xué)相干斷層掃描（OCT）和熒光素眼底血管造影（FFA）檢測(cè)結(jié)果。

• 視網(wǎng)膜電圖（ERG）異常

視網(wǎng)膜電圖（ERG）檢測(cè)顯示，該模型小鼠在暗適應(yīng)和明適應(yīng)條件下的a波、b波波幅均顯著低于野生型對(duì)照，提示感光細(xì)胞功能受損，電生理活性下降。

圖5. 8周齡野生型小鼠（WT）和純合Rho KO小鼠眼部ERG檢測(cè)結(jié)果。

綜上所述，賽業(yè)生物的Rho KO小鼠模型（產(chǎn)品編號(hào)：C001700）成功模擬了由RHO基因功能完全缺失導(dǎo)致的嚴(yán)重視網(wǎng)膜退行性病變。該模型表現(xiàn)為顯著的光感受器細(xì)胞丟失（ONL變?。┖鸵暰W(wǎng)膜電生理功能嚴(yán)重受損（ERG波幅降低）。此模型不僅為研究arRP等隱性遺傳性視網(wǎng)膜疾病的發(fā)病機(jī)制提供了有力工具，更為評(píng)估基因治療、細(xì)胞治療等新型干預(yù)策略構(gòu)建了重要的臨床前研究平臺(tái)。此外，賽業(yè)生物亦提供多種眼科疾病研究模型，包括野生型（WT）及攜帶經(jīng)典P23H突變?nèi)嗽椿疪HO基因的adRP小鼠模型等，以滿足針對(duì)不同類型視網(wǎng)膜疾病的研究需求。

參考文獻(xiàn)

• Hartong DT, Berson EL, Dryja TP. Retinitis PIgmentosa. Lancet. 2006 Nov 18;368(9549):1795-809.
• Athanasiou D, Aguila M, Bellingham J, Li W, McCulley C, Reeves PJ, Cheetham ME. The molecular and cellular basis of rhodopsin retinitis pigmentosa reveals potential strategies for therapy. Prog Retin Eye Res. 2018 Jan;62:1-23.
• Hofmann KP, Lamb TD. Rhodopsin, light-sensor of vision. Prog Retin Eye Res. 2023 Mar;93:101116.
• Meng D, Ragi SD, Tsang SH. Therapy in Rhodopsin-Mediated Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa. Mol Ther. 2020 Oct 7;28(10):2139-2149.
• Hofmann L, Palczewski K. The G protein-coupled receptor rhodopsin: a historical perspective. Methods Mol Biol. 2015;1271:3-18.
• Vingolo EM, Mascolo S, Miccichè F, Manco G. Retinitis Pigmentosa: From Pathomolecular Mechanisms to Therapeutic Strategies. Medicina (Kaunas). 2024 Jan 22;60(1):189.
• Barwick SR, Smith SB. Comparison of Mouse Models of Autosomal Dominant Retinitis Pigmentosa Due to the P23H Mutation of Rhodopsin. Adv Exp Med Biol. 2023;1415:341-345.
• Vasudevan S, Senapati S, Pendergast M, Park PS. Aggregation of rhodopsin mutants in mouse models of autosomal dominant retinitis pigmentosa. Nat Commun. 2024 Feb 16;15(1):1451.