PLoS Genetics, 2005; 1(1): (más artículos en esta revista)

Susceptibilidad a la neurodegeneración en un Glaucoma ¿Modificado por Bax Gene Dosificación

Biblioteca Pública de la Ciencia
Richard Libby T [1], Yan Li [2], Olga Savinova V [1], Joseph trueque [1], Richard S [1] Smith, Robert W Nickells [3], Simon WM John [1]
[1] El Laboratorio Jackson, Bar Harbor, Maine, Estados Unidos de América
[2] Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de la Universidad de Wisconsin, Madison, Wisconsin, Estados Unidos de América
[3] El Instituto Médico Howard Hughes, Bar Harbor, Maine, Estados Unidos de América
[4] Departamento de Oftalmología, Tufts University School of Medicine, de Boston, Massachusetts, Estados Unidos de América
Resumen

En el glaucoma, la presión intraocular a menudo nocivos contribuye a la muerte de las células ganglionares de la retina. No está claro, sin embargo, si la presión intraocular directamente los insultos células ganglionares de la retina axón, el soma, o ambos. Las vías que median la presión inducida por la muerte de las células ganglionares de la retina se encuentran mal definidas, y no se conocen las moléculas que se necesitan. DBA/2J ratones deficientes en la molécula pro-BCL2 X proteínas asociadas (BAX) se utilizaron para investigar los papeles de BAX mediada por la muerte de las células en vías de glaucoma. Ambos Bax + / - y Bax - / - Los animales fueron protegidos de la muerte de las células ganglionares de la retina. En contraste, la degeneración axonal no fue impedido en cualquiera de los dos Bax + / - o Bax - / - ratones. Aunque la deficiencia de BAX no impidió la degeneración axonal, lo hizo lento pérdida axonal. Además, se compararon los efectos de la deficiencia de BAX en el glaucoma a sus efectos sobre la muerte de las células ganglionares de la retina debido a dos insultos que se proponen a participar en el glaucoma. Al igual que en el glaucoma, la deficiencia de BAX protegidas células ganglionares de la retina después de la lesión axonal por aplastamiento del nervio óptico. Sin embargo, no protege a las células ganglionares de la retina de N-metil - D - Aspartato (NMDA) inducida excitotoxicity. BAX se requiere para la muerte de las células ganglionares de la retina en el glaucoma hereditario, pero no es necesario para las células ganglionares de la retina degeneración axonal. Esto indica que el somal y distintas vías de degeneración axonal son activas en este glaucoma. Por último, nuestros datos apoyan un papel para la lesión del nervio óptico, pero no para los receptores NMDA excitotoxicity mediada en este glaucoma. Estos resultados indican la necesidad de comprender la degeneración axonal específicos de las vías en el glaucoma, y sugieren que el somal distintas vías de degeneración axonal y tal vez tenga que ser objeto de salvar la visión.

Introducción

El glaucoma es una enfermedad común de ceguera que afecta a aproximadamente 70 millones de personas en todo el mundo [1]. El glaucoma es a menudo asociada con la presión intraocular elevada (PIO). Elevación de la PIO y glaucoma suelen ser espontáneas, progresiva, idiopática y procesos son más comunes en las personas de edad [2]. Aunque PIO tratamientos para reducir el lento desarrollo y progresión de glaucoma en muchos pacientes [3, 4], no siempre es posible para reducir la PIO a un "refugio seguro" a nivel [5]. La pérdida de la visión en el glaucoma es el resultado de las células ganglionares de la retina (RGC) que acompaña a la muerte con la atrofia del nervio óptico, por lo que el glaucoma es una neuropatía. Elevación de la PIO no es detectada en un importante subconjunto de glaucomas [6, 7]. Así, el carácter unificador de la CGR, el glaucoma es la muerte. Si bien existen varias hipótesis de por qué mata CGR PIO elevada, tanto la precisión cascadas bioquímicas que se activan dentro de la CGR y de la naturaleza de la ofensa proximal (s) de las que se producen dichas cascadas superficialmente definidos [8]. No hay tratamientos que proteger directamente las neuronas están en uso clínico de rutina.

La compleja naturaleza de los estudios de glaucoma hace difícil su patogénesis [9]. En consecuencia, no específicos de moléculas han demostrado ser esenciales para la muerte de CGR, en el glaucoma. Norma glaucoma de modelos pertinentes incluyen directa RGC trauma, el trauma directo del nervio óptico, y de repente inducida PIO elevación [10 - 18]. A pesar de que estos modelos inducidos han proporcionado información valiosa, la pertinencia de los mecanismos específicos perjudiciales pueden diferir significativamente entre espontánea y glaucomas inducida experimentalmente. Por lo tanto, los estudios que utilizan modelos heredados glaucoma también son necesarias.

La apoptosis es conocido por contribuir a la CGR, después de la muerte inducida experimentalmente insultos incluidos axotomía PIO y elevación (por ejemplo, [19, 20]], y también hay algunas pruebas de que la apoptosis interviene en el glaucoma humanos [21, 22]. Una serie de moléculas que se sabe que afectan a la apoptosis se informó a los reguladores de ser importante después de la muerte de CGR inducida por diversos insultos. Estos incluyen ligada al X inhibidor de la proteína de la apoptosis (XIAP) [23 - 25], p38 [26], varios caspasas [27 - 30], el linfoma de células B / leucemia 2 (BCL2) la familia de reguladores de apoptosis [20, 31 -- 34], y los miembros de la c-Jun N-terminal quinasa (JNK) [35, 36] y factor de necrosis tumoral (TNF) [35, 37] vías de señalización. Una de estas moléculas, BCL2-X proteína asociada (BAX, un miembro proapoptótico de la familia BCL2), tiene un papel importante en mitocondrial mediada por apoptosis en diferentes tipos de células neuronales [38, 39]. En ratones, BAX deficiencia aumenta el número de CGR en la retina adulta por 220% más CGR al permitir sobrevivir durante el desarrollo [39]. Genética o inducida por la deficiencia de BAX se sabe también para prevenir la apoptosis RGC nervio óptico después de aplastar y axotomía [13, 18, 40]. Así, BAX mediada por apoptosis es un mecanismo importante de estrés inducido por la muerte de CGR. Sea o no esta vía tiene un papel en el PIO-en la muerte de CGR inducida experimentalmente inducida o bien heredado glaucomas no se conoce.

La comprensión de los mecanismos fisiopatológicos de la muerte de CGR, en el glaucoma de la susceptibilidad genética y los factores que contribuyen a este proceso es importante para el desarrollo de tratamientos eficaces y de la individualización. En este sentido, el uso del ratón genéticamente uniforme DBA/2J modelo de glaucoma [41 - 43] a fin de evaluar la importancia de la apoptosis mediada mitochondrially heredado en un glaucoma. Es importante destacar que se muestra que en este modelo heredado de glaucoma existen distintas CGR, la muerte y la degeneración axonal vías. El Real Gobierno de Camboya de muerte vía BAX es dependiente y, por lo tanto, la apoptosis. La degeneración axonal es BAX vía independiente. Por último, nuestros datos sugieren que la reducción de los niveles de BAX en la retina puede retrasar el ritmo de pérdida de la visión en el glaucoma.

Resultados
La apoptosis es fisiológicamente relevantes de la muerte de CGR, en el glaucoma hereditario

Para determinar si la apoptosis de CGR tiene un papel importante en el glaucoma hereditario, evaluamos la fragmentación del ADN, condensación de la cromatina, y ultraestructura celular glaucomatosos en el DBA/2J retinas. Se identificaron características de la apoptosis como la presencia de células TUNEL positivas-que llegó a un máximo entre 10 y 13 meses de edad (el período en que la mayoría de la CGR, la muerte ocurre en el presente modelo) (Figura 1]. Estos resultados confirman estudios anteriores que sugieren que la apoptosis vías son importantes mediadores de la muerte de CGR, en el glaucoma espontánea [19 - 22].

Homocigotos, pero no altera la deficiencia de heterocigotos BAX número de CGR

Para poner a prueba el papel de BAX glaucomatosos en el CGR, la muerte, ampliamente backcrossed una previamente caracterizado alelo nulo de Bax (Bax tm1Sjk) [44] en el fondo puras DBA/2J. En los mamíferos, aproximadamente el doble de CGR se producen durante el desarrollo de la retina sobrevivir en la edad adulta [45 - 47]. Como era de esperar de los anteriores estudios de la retina en un desarrollo diferente de antecedentes genéticos [39], completa BAX deficiencia aumentado el número de RGC-capa somata adulto en ratones DBA/2J por 220% (media de número de células por campo de 40 × ± error estándar de la Significa [SEM], el número de retinas analizados: Bax + / +, 199 ± 5,6, n = 7; Bax - / -, 437 ± 15,3, n = 8). De acuerdo con esto, Bax - / - ratones tenían 217% más de CGR axones que Bax + / + ratones (Bax + / +, 50504 ± 1988, n = 8; Bax - / -, 108907 ± 10322, n = 4, p <0,001). Como reflejo del aumento en el número de axones y de CGR, el aumento proporcional en los tipos de células gliales [48], el área de la sección transversal de Bax - / - nervios ópticos, fue significativamente superior (media ± SEM, el número de los nervios ópticos, medido: Bax + / +, 0,157 ± 0,005 mm 2, n = 13; Bax - / -, 0,278 ± 0,008 mm 2, n = 16, p <0,001). En heterocigotos Bax + / - ratones, RGC número (promedio por 40 × campo ± SEM, 212 ± 14,0, n = 5) y la zona del nervio óptico (0,171 ± 0,007 mm 2, n = 13) no fue diferente de Bax + / + Ratones (p = 0,352 yp = 0,107, respectivamente). Por lo tanto, los niveles de heterocigotos BAX son suficientes para la muerte de la CGR de los números normales de la retina durante el desarrollo.

BAX ablación conserva RGC números pero no evita la degeneración axonal CGR, en el glaucoma

Para determinar el papel de BAX glaucomatosos en el CGR, la muerte, que evaluaron los efectos de la deficiencia de BAX CGR, en la supervivencia y en la CGR, la degeneración axonal (véase Materiales y Métodos]. Nuestros resultados muestran que BAX no es necesaria para la CGR, la degeneración axonal. Bax - / - ratones desarrollados grave daño al nervio óptico, incluyendo esencialmente completa pérdida de axones (Figura 2]. En cambio, nuestros experimentos muestran que se requiere para BAX RGC muerte en el glaucoma (Figura 3]. A pesar de la degeneración axonal severa, el número de células de órganos en el Real Gobierno de Camboya capa de Bax - / - ratones normales. Como una estricta prueba de esta observación, que contó RGC-capa de células en los órganos de la retina de los ratones con grave (≥ 95% de pérdida), la degeneración axonal. El número de cuerpos celulares de CGR, fue normal en Bax - / - ratones con más de un 95% de pérdida axonal (Figura 3]. Es importante destacar que, Bax + / - ratones también fueron protegidos contra glaucomatosos RGC muerte. Bax + / - axón ratones con una pérdida de 95% o más también había aumentado considerablemente la supervivencia de los cuerpos celulares de CGR, en comparación con Bax + / + controles (Figura 3 E ). Así, CGR, la muerte y la degeneración axonal son claramente diferenciadas en estos experimentos.

Otros proapoptótico moléculas no compensar la deficiencia de BAX

En algunos tipos de células neuronales, BAX deficiencia de los retrasos, pero no impide la apoptosis [49]. Esto se debe a que otros proapoptótico moléculas (por ejemplo, otro miembro de la familia BCL2, BAK) mediar en la muerte de las células con deficiencia de las neuronas BAX-[50]. Para probar esta posibilidad en el modelo DBA/2J, Bax años de edad - / - ratones 18 mo. Como era de esperar en un complejo de enfermedades relacionadas con la edad, la gravedad de glaucomatosos varía entre los DBA/2J ojos a cualquier edad. Sin embargo, por 12 meses de edad, la mayoría de los ojos tienen una grave daño al nervio óptico (véase más adelante). Por lo tanto, 18 meses de edad es de 6 meses después de la mayoría de los ojos tienen una grave pérdida axonal. A pesar de esta amplia degeneración axonal, no era evidente la reducción en el número de CGR, en cualquiera de los 18 meses de edad, Bax - / - ojos (Figura 3 E). Este resultado indica que otras moléculas no son un sustituto de BAX BAX y que es esencial para la CGR, en la apoptosis DBA/2J heredado glaucoma.

Homocigotos BAX deficiencia altera PIO

Ratones DBA/2J desarrollar una forma de glaucoma pigmentario que es secundaria a una enfermedad progresiva del iris. Iris pigmento de las células y los desechos entrar en el ocular estructuras de drenaje, con lo que la PIO posterior elevación [41, 42]. El aumento de la PIO RGC induce la muerte. Manipulaciones que aliviar la enfermedad y prevenir el iris PIO elevación también evitar la muerte de CGR, en esta cepa [41]. Evaluar los efectos de la deficiencia de BAX, los fenotipos clínicos y PIO perfiles de los ratones de cada genotipo Bax fueron cuidadosamente examinadas en varias edades.

La evaluación periódica de la progresión de las anormalidades del iris por lámpara de hendidura de exámenes (aproximadamente cada 2 meses entre 3 y 12 meses de edad) no reveló diferencias entre ratones de cada genotipo Bax. Análisis histológico confirmado estas observaciones (datos no publicados). Así, BAX mediada por procesos no son necesarios para la progresión de la enfermedad iris.

Aunque iris daño fue similar en ratones de los tres genotipos, Bax genotipo tuvo un efecto sobre la PIO. El período de máxima elevación de la PIO en ratones DBA/2J es de 9 a 12 meses de edad, con la distribución de la PIO desplazando claramente al alza entre 8 y 9 meses. Estamos supervisados PIO clave en las edades (9, 10,5 y 12 m). Sorprendentemente, Bax - / - ratones tendían a tener PIO más bajos que cualquiera de los dos Bax + / - Bax o + / + ratones a los 9 meses, y la diferencia fue estadísticamente significativa en 10,5 meses de edad (Figura 4]. En cambio, el de IOPs Bax + / - y Bax + / + ratones no eran diferentes. Debido a la reducción de la PIO en Bax - / - ratones, analizamos la PIO en 4-mo de edad, los ratones de cada genotipo y no encontró diferencias (media ± SEM, el número de examen ocular: Bax + / +, 13,54 ± 0,45 mm Hg, N = 22; Bax + / -, 13,77 ± 0,33, n = 22; Bax - / - 13,46 ± 0,34, n = 20, p> 0,5). Este resultado indica que la deficiencia de BAX no altera la base de referencia PIO, pero sí tienen un efecto que el aumento de la PIO a niveles glaucomatosos en ratones de más edad.

La disminución de la PIO en el insulto Bax - / - ratones no cuenta para la supervivencia de las CGR. Esta conclusión es apoyada por el resto de los números normales de CGR en Bax + / - ratones con indistinguible de la PIO Bax + / + ratones. Estudios anteriores han demostrado que la deficiencia de BAX permite RGC supervivencia tras axotomía del nervio óptico o aplastar [13]. Por el contrario, incluso cuando se administran tratamientos neuroprotectores, sólo un pequeño número CGR sobrevivir en el corto plazo (4-6 semanas) en Bax + / + ratones expuestos al trauma grave axón [51, 52]. Por lo tanto, no hay ninguna explicación razonable para la conclusión de la prolongada supervivencia de la CGR que no tienen axones que no sea necesario BAX es una molécula RGC-intrínseca de la apoptosis en este modelo de glaucoma.

Bax deficiencia retrasos degeneración axonal

A pesar de que han demostrado que la degeneración axonal no depende de BAX, nuestros resultados BAX identificar claramente como un factor endógeno susceptibilidad para ambos CGR, la muerte y la degeneración axonal en DBA/2J glaucoma. Como se ha señalado anteriormente, total o parcial BAX deficiencia tenido un profundo efecto sobre la CGR, el rescate de cuerpos celulares. Es importante destacar que la disminución de la dosis de genes funcionales Bax también disminución de la susceptibilidad a glaucoma por retrasar la progresión del daño axonal (Figura 5]. En 10,5 meses de edad, la mayoría de Bax + / + ratones habían moderada o grave daño al nervio óptico (véase Materiales y Métodos], con sólo el 20% está ligeramente afectado. En contraste, el 53% de Bax - / - y el 44% de Bax + / - ratones fueron sólo ligeramente afectado en 10,5 meses de edad. En 12,0 meses de edad, la distribución de daño al nervio óptico es indistinguible entre los ratones de los tres genotipos Bax (Figura 5]. Desde los ratones de cada genotipo se Bax littermates que fueron alojados en jaulas de la misma a lo largo de envejecimiento, estos resultados proporcionan pruebas concluyentes de que la disminución de los niveles de BAX retrasos daño al nervio óptico.

La demora de los daños en el nervio óptico Bax + / - ratones (nota: Bax + / - ratones habían PIO similar a los insultos Bax + / + ratones) sugiere que en parte la disminución de los niveles de BAX RGC CGR protege los axones. Sin embargo, dado que la deficiencia de BAX completa limitada PIO elevación, un nuevo efecto protector de BAX por la reducción de la deficiencia de la PIO es posible y también puede explicar la tendencia hacia una mayor protección en axonal Bax - / - ratones. Por lo tanto, es posible que ya sea de baja o expresión de los alelos de baja actividad de BAX glaucoma puede afectar a la susceptibilidad tanto por la limitación y / o retrasar la elevación de la PIO y directamente por la protección de la CGR nocivos efectos nocivos de la alta presión intraocular.

Un enfoque integrado soporta una función directa de la lesión del nervio óptico en el glaucoma

La comparación de las vías activa glaucomatosos en el CGR, a la muerte inducida por las vías aguda, manipulaciones experimentales puede proporcionar información sobre el insulto inicial (s) a la CGR en el glaucoma. N-metil - D - Aspartato (NMDA) del receptor mediada excitotoxic lesión y lesión axonal directa son dos insultos que se han propuesto para matar CGR en el glaucoma. Aguda experimental procedimientos pueden ser usados para imitar estos insultos. NMDA inyección intraocular se utiliza para imitar excitotoxic RGC insulto, y aplastar controlada del nervio óptico se utiliza para imitar directamente la injuria axonal [53, 54]. Para evaluar el posible papel de estos insultos en un espontáneo glaucoma, sometido preglaucomatous DBA/2J Bax ratones de diferentes genotipos para estos procedimientos. Esto permitió la comparación directa de la muerte de CGR inducida por estos distintos excitotoxic y axonal insultos a la progresión natural glaucoma (Figura 6] en un solo contexto genético. Bax genotipo no tiene absolutamente ningún efecto sobre la muerte de CGR, iniciado por la inyección intraocular de la excitotoxin NMDA. Por el contrario, la CGR de ambos Bax + / - y Bax - / - ratones fueron profundamente protegidos contra el nervio óptico de flechazos. Desde la muerte de CGR, en el glaucoma es también DBA/2J BAX dependientes, estos datos apoyan el papel de la lesión axonal, pero no para excitotoxicity (al menos a través del receptor NMDA) en este glaucomatosos RGC muerte.

Discusión
BAX mediada por apoptosis es importante en el glaucoma hereditario

Nuestros resultados proporcionan nueva información importante acerca de las lesiones y la muerte de CGR, en el glaucoma. BAX deficiencia impide por completo la muerte de CGR en ratones DBA/2J. Estos resultados demuestran concluyentemente que la apoptosis juega un papel fundamental en este modelo heredado de glaucoma. BAX es la primera molécula demostrado ser completamente necesario para cualquier RGC muerte en el glaucoma. Teniendo en cuenta la protección que demostrar en este modelo de ratón, vale la pena evaluar BAX vías importantes como objetivos para los nuevos tratamientos en humanos glaucoma.

Distintas vías mediar CGR, la muerte y la degeneración axonal en el glaucoma

Intrínseco degeneración axonal vías han sido identificados recientemente [55, 56]. Los componentes moleculares de estas vías parecen ser distintos de los activos en el clásico somal apoptosis [57, 58]. Así, los distintos compartimentos de una neurona puede degenerar por diferentes procesos moleculares. En el glaucoma, no está claro si el mismo o diferentes degeneración vía (s) se activan en el cuerpo celular y axonal. Nuestro estudio demuestra que se requiere para BAX muerte de CGR, pero no para la CGR, la degeneración axonal en DBA/2J glaucoma. Esto indica que la vía de la degeneración axonal es distinta de la apoptosis en este heredado glaucoma. Nuestros resultados demuestran claramente que la degeneración axonal no es consecuencia de la muerte de CGR, ya que la degeneración axonal grave se produjo en Bax - / - ratones sin RGC muerte. Aún no está claro si la CGR, la apoptosis y la degeneración axonal vías tienen algunos rasgos comunes o son completamente distintos. Sin embargo, para el diseño de estrategias terapéuticas para el glaucoma humanos, nuestros estudios sugieren que la apoptosis ambas vías de degeneración axonal y debería tenerse en cuenta.

Hipótesis alternativa glaucoma

La inicial RGC compartimentos que se insultaron en el glaucoma, así como la naturaleza de los daños causados a los insultos que inducen degeneración, no está completamente claro. En la hipótesis de excitotoxic glaucoma, la PIO elevada conduce a niveles elevados de glutamato intraocular [59]. Los niveles elevados de glutamato se proponen causar estimulación excesiva de receptores de glutamato (NMDA tipo), que representan un aumento de los niveles de calcio intracelular y la CGR, la muerte. Un glaucoma diferentes hipótesis implica directa lesión del nervio óptico. En esta hipótesis, de alta presión hace hincapié en el nervio óptico como las salidas de los nervios del ojo a través de la lámina cribrosa [60]. Importantes estudios informan de que los primeros daños a la CGR es evidente en el segmento de axón cerca de la lámina cribrosa, en la cabeza del nervio óptico [61, 62], por lo que se sugirió que este es el primer sitio de la PIO inducido por insultar (véase Quigley [60 ]). A pesar de que definitivamente muestra disfunción axonal local, la aparición inicial de los daños en esta región no concluyente indican que este es el primer o único sitio de la injuria neuronal. Debido a la cabeza del nervio óptico, la arquitectura y el estrés en la lámina cribrosa, es concebible que el axón serie de sesiones en la lámina cribrosa podrá tomar importantes recursos para mantener, sobre todo cuando la PIO es elevada. Somal estrés puede disminuir los recursos disponibles para el mantenimiento y la reparación axón. Por lo tanto, somal estrés o daño puede contribuir a las anomalías observadas en la cabeza del nervio óptico. Como grupo, Bax + / - ratones tenían un insulto indistinguibles PIO en comparación con Bax + / + ratones, pero la CGR no se sometieron a la presión inducida por la muerte de la célula. Es importante destacar que, CGR, la degeneración axonal se retrasó en estos Bax + / - ratones. Por lo tanto, nuestros datos implica que la protección contra el Real Gobierno de Camboya cuerpos celulares tiene un efecto protector contra la degeneración axonal.

Direct daño al nervio óptico se asemeja glaucoma

Para dar una idea de la naturaleza y la ubicación de los insultos perjudiciales que se producen en el glaucoma, se compararon los efectos de la deficiencia de BAX sobre la muerte de CGR, en el glaucoma heredado a la muerte inducida por la CGR, ya sea directa o lesión del nervio óptico excitotoxicity (todos en el genéticamente uniforme DBA / 2J cepa). NMDA inyección intraocular se utilizó para el modelo excitotoxic CGR, la muerte, y controlada del nervio óptico aplastar fue utilizado para imitar el daño directo del nervio óptico [53, 54]. A diferencia de los DBA/2J glaucoma, nuestros experimentos muestran que la excitotoxic insulto no requiere BAX para inducir la muerte de CGR. A pesar de que estos experimentos no se puede descartar la posibilidad de un mecanismo intrínseco excitotoxic, estos resultados no apoyan un papel de los receptores NMDA excitotoxicity mediada como una de las causas principales de muerte de CGR, glaucomatosos. Similar a la DBA/2J glaucoma, CGR, después de la muerte del nervio óptico requiere aplastar BAX, y ambos Bax + / - y Bax - / - ratones son profundamente protegido. Junto con nuestra demostración de una vía de la degeneración axonal intrínseco, estos resultados apoyan la hipótesis más [60] que directa del nervio óptico y la lesión axonal es un importante componente patógeno conduce a la muerte de CGR, en el glaucoma.

Bax pueden modular la susceptibilidad neuronal en el glaucoma

Individuales de los pacientes tienen diferentes niveles de susceptibilidad a la muerte de CGR glaucomatosos [2, 63]. Nuestros experimentos identificar claramente Bax como un importante modulador de la sensibilidad neuronal en DBA/2J glaucoma. BAX deficiencia impedido la muerte de CGR, y el retraso en la degeneración del nervio óptico en ambos Bax + / - y Bax - / - ratones. Estos resultados sugieren que el uso de inhibidores de BAX podrían ser utilizadas para retrasar la pérdida de la visión y glaucomatosos. En las situaciones en que BAX es importante, la supresión de BAX farmacológicamente la actividad pudiera ralentizar la progresión de glaucoma. Desde CGR se mantuvieron durante un largo período después de la degeneración axonal en Bax - / - ratones, los tratamientos que inhiben las vías de BAX puede permitir a largo plazo de los cuerpos celulares de CGR. Tales tratamientos pueden permitir la CGR de los pacientes a guardar en sus retinas propio futuro hasta que se desarrollan estrategias de tratamiento que pueden estimular el crecimiento axonal y restaurar la visión.

Complete Bax deficiencia de los límites de elevación de la PIO

Además de implicar de BAX como un objetivo para los tratamientos neuroprotectores directa, la más baja de la PIO Bax - / - BAX ratones sugiere que la inhibición puede retrasar o limitar la elevación de la PIO. Estos resultados sugieren que la muerte apoptótica de las células que afectan el drenaje del humor acuoso contribuye a la elevación de la PIO, por lo menos en la secundaria donde glaucomas estructuras de drenaje son insultados por pigmento de células y los desechos. En un estudio anterior, la evaluación de neuroprotección por un inhibidor de la apoptosis en un modelo de glaucoma en ratas, las ratas tratadas con la menor el PIO que el otro grupo [25]. Aunque no es una conclusión de este estudio en ratas, el PIO de datos para apoyar un papel en la apoptosis PIO elevación. En los seres humanos, la muerte de las células se ha especulado de contribuir a formas comunes de glaucoma (debido a la pérdida de células de la estructura de drenaje en las personas de edad y en las etapas tardías de glaucoma [64, 65]]. Sin embargo, una función primordial para la vía de drenaje ocular muerte de las células durante la elevación PIO no está claramente establecido. Es importante destacar que un estudio reciente demuestra convincentemente el estrés del retículo endoplasmático y la posterior muerte celular en cultivos primarios de células que expresan la vía de drenaje de glaucoma mutaciones humanos [66]. Junto con nuestra conclusión de que la deficiencia completa BAX retrasos PIO elevación en un establecimiento de glaucoma, estos resultados apoyan firmemente la investigación de nuevas vías de apoptosis y de los efectos antiapoptóticos de drogas en la PIO en glaucoma humanos.

BAX es un candidato humanos glaucoma de genes de susceptibilidad

Los profundos protección contra la muerte y la CGR, el retraso en la degeneración axonal en Bax + / - junto ratones sugieren BAX como candidato humanos glaucoma de genes de susceptibilidad. Es importante señalar que hemos considerado la posibilidad de que un gen estrechamente vinculados que se transfirió de la cepa 129/SV (en la que la mutación se generó Bax) DBA/2J autoestop en el fondo junto con Bax y explica la protección en heterocigotos. Llegamos a la conclusión de que esta posibilidad es remota, sobre la base de las siguientes observaciones. En primer lugar, la CGR de los ratones de tipo salvaje de la cepa parental 129/SV no están protegidos de aplastar nervio óptico. Bax heterozigosidad protegido a los animales de ambos aplastar nervio óptico y glaucoma en nuestros experimentos. Esto implica firmemente que la cepa parental no tiene un modificador de genes que se cuenta para la protección se observó. En segundo lugar, casi todos los CGR fueron guardados en la Bax + / - a pesar de los ratones completa degeneración axonal. A nuestro entender, sólo dos genes que se han documentado las que se pueden guardar las células cuando el axón es destruido. Sustancial sobreexpresión de Bcl2 (un antagonista de BAX) puede hacerlo, como puede Bax deficiencia. Por lo tanto, es muy poco probable que exista un gen igualmente potente en el congenic intervalo, y el escaneo de acompañamiento no identifica el cromosoma evidente candidatos.

Complete BAX deficiencia tiene consecuencias de desarrollo [44] y es improbable que sea común en la población humana. Sin embargo, BAX alelos humanos que afectan cuantitativamente el nivel de BAX se identifican, y se informó a afectar el desarrollo y la progresión de algunos pero no de otras enfermedades [67 - 72]. Otros factores que controlan BAX expresión también podría ser importante. Niveles más bajos de BAX se asocian a un peor pronóstico en algunos tipos de cáncer [73]. Nuestros resultados en Bax + / - ratones apoyan la hipótesis de que la variación cuantitativa en el nivel de BAX producto génico pueden alterar el pronóstico de glaucomatosos en individuos con alta presión intraocular. Aunque se necesitan estudios adicionales para evaluar esta posibilidad, la variación cuantitativa de BAX actividad en pacientes humanos podría tener un efecto sustancial en la susceptibilidad y progresión de la enfermedad. Es posible que la menor actividad puede dar lugar a alelos más lento o menos graves daños, mientras que los alelos de actividad elevada puede ser perjudicial. Caracterización de BAX alelos pueden tener un valor predictivo importante para la progresión de la enfermedad.

Materiales y Métodos
Apoyo a la Información

Damos las gracias a G. Cox, R. Burgess, y Edward Leiter para lectura crítica del manuscrito, y Amy Snow, Larry Wilson, Adriana Zabaleta, y Mihai Cosma para la asistencia técnica con los experimentos. Servicios de apoyo a la Ciencia en El Laboratorio Jackson están subvencionadas por un núcleo de la subvención del Instituto Nacional del Cáncer (CA34196). Este trabajo fue apoyado en parte por R29EY12223 (RWN) y F32EY014515 (RTL). SWMJ es un investigador de El Instituto Médico Howard Hughes.