Molecular Genetics of Age-Dependent Retinal Degeneration

年龄依赖性视网膜变性的分子遗传学

基本信息

  • 批准号:
    10657857
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-08-01 至 2028-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Dysregulation of lipid metabolism is strongly associated with age-dependent retinal diseases including age-related macular degeneration (AMD) based on genetic and epidemiological studies. However, the roles of dysregulated lipid metabolism in the development and progression of age-dependent retinal diseases remain largely unknown. Mouse models showing impairment of lipid metabolism and cellular homeostasis in the retina provide excellent tools to study how dysregulated lipid metabolism impacts retinal health and lead to age- dependent retinal diseases. We identified one such mouse strain harboring a mutation in transmembrane protein 135 (Tmem135) that displays signs of accelerated aging in the retina as well as pathologies observed in AMD including retinal pigment epithelium (RPE) cell abnormalities, inflammation and photoreceptor cell degeneration. We found that mitochondrial dynamics are dysregulated in Tmem135 mutant mice. In the previous funding period, we further identified the role of TMEM135 in lipid metabolism in the retina. Our lipidomics data showed reduced DHA levels in Tmem135 mice and indicated that TMEM135 has a role in DHA export from peroxisomes. We also found that TMEM135 is critical for the regulation of peroxisomal number and lipid metabolism in the retina. The number of peroxisomes is correlated with mitochondrial morphology and function in Tmem135 mutant mice and mice overexpressing Tmem135 (Tmgm135 TG), suggesting close interaction between these organelles. Moreover, the Tmem135 mutation changes expression of genes associated with lipid metabolism in mouse eyecups, which are similar to genes differentially expressed in RPE/choroid of AMD patients. Based on these findings, we hypothesize that “Regulation of peroxisomal functions through TMEM135 is essential to maintaining the normal function and integrity of RPE and photoreceptor cells, dysregulation of which leads to age-dependent retinal disease phenotypes.” In this renewal proposal, we will investigate how TMEM135 regulates lipid metabolism, mitochondrial function and retinal function through its role in peroxisomes and DHA synthesis. Specifically, we will 1) test the hypothesis that decreased DHA levels in Tmem135 mutant mice are responsible for the retinal abnormalities, 2) determine the contributions of fatty acid synthesis pathways on Tmem135 mutant retinal pathologies, and 3) test the role of peroxisomes in mitochondrial homeostasis in the RPE. Successful completion of this project will reveal the previously unknown role of Tmem135 in age-dependent changes of retinal cells, and identify factors involved in those processes, which may lead to novel supplementation or treatment options for aging and age-related diseases in the retina.
脂质代谢的失调与年龄依赖性视网膜密切相关 基于遗传和 流行病学研究。但是,脂质代谢失调在发育中的作用 与年龄依赖性残留疾病的进展在很大程度上未知。鼠标模型 在视网膜中显示出脂质代谢和细胞稳态的损害可提供出色的 研究脂质代谢失调的工具如何影响视网膜健康并导致年龄 依赖残留疾病。我们确定了一种含有突变的小鼠菌株 跨膜蛋白135(TMEM135)显示在视网膜中加速衰老的迹象 以及在AMD中观察到的病理,包括视网膜色素上皮(RPE)细胞 异常,感染和感光细胞变性。我们发现线粒体 TMEM135突变小鼠中动力学失调。在上一个资金期间,我们进一步 确定了TMEM135在视网膜中脂质代谢中的作用。我们的脂肪组学数据显示 TMEM135小鼠的DHA水平降低,并表明TMEM135在DHA出口中起作用 来自过氧化物体。我们还发现TMEM135对于调节过氧组很重要 视网膜中的数量和脂质代谢。过氧化物体的数量与 TMEM135突变小鼠和过表达的小鼠的线粒体形态和功能 TMEM135(TMGM135 TG),表明这些细胞器之间的相互作用紧密相互作用。而且, TMEM135突变改变了与小鼠脂质代谢相关的基因的表达 眼睛与AMD患者的RPE/脉络膜中不同表达的基因相似。 基于这些发现,我们假设“通过 TMEM135对于维持RPE的正常功能和完整性至关重要 感光细胞,其失调导致年龄依赖性残留疾病表型。” 在此续签建议中,我们将研究TMEM135如何调节脂质代谢, 线粒体功能和残留功能通过其在过氧化物体和DHA合成中的作用。 具体而言,我们将1)检验以下假设,即TMEM135突变小鼠中DHA水平降低 负责视网膜异常,2)确定脂肪酸的贡献 TMEM135突变视网膜病理学上的合成途径,3)测试过氧化物体的作用 在RPE的线粒体稳态中。该项目的成功完成将揭示 TMEM135以前未知的作用在残留细胞的年龄依赖性变化中,并确定 这些过程中涉及的因素,可能导致新颖的补充或治疗 视网膜中衰老和与年龄有关的疾病的选择。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Influence of Mitochondrial Dynamics and Function on Retinal Ganglion Cell Susceptibility in Optic Nerve Disease.
  • DOI:
    10.3390/cells10071593
  • 发表时间:
    2021-06-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Muench NA;Patel S;Maes ME;Donahue RJ;Ikeda A;Nickells RW
  • 通讯作者:
    Nickells RW
Genetic basis of age-dependent synaptic abnormalities in the retina.
  • DOI:
    10.1007/s00335-014-9546-7
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Higuchi, Hitoshi;Macke, Erica L.;Lee, Wei-Hua;Miller, Sam A.;Xu, James C.;Ikeda, Sakae;Ikeda, Akihiro
  • 通讯作者:
    Ikeda, Akihiro
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