Гемангиобластома сетчатки, опухоль кровеносных сосудов сетчатки, характеризуется клиническими свойствами синдрома Von Hippel Lindau (VHL), редкой системной болезни, ассоциированной со значительной потерей зрения (Chew, 2005). Это доброкачественные, гиперваскуляризованные опухоли, представляющие собой самые ранние проявления VHL болезни, возникающие у более половины VHL пациентов. Возникновение ретинальной гемангиобластомы зависит от нарушения регуляции ангиогенеза глаз. Глазной ангиогенез является динамическим процессом, контролируемым за счет прирожденного баланса про- и анти-ангиогенных факторов (Dreyfuss et al., 2015). Дисбаланс может приводить к аномалиям роста, протечкам сосудов. VEGF изоформы и соотв. рецепторы являются ключевыми игроками, которые влияют на пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток во время развития и паталогического ангиогенеза (Bernatchez et al., 1999; Cross and Claesson-Welsh, 2001).

Патологическая неоваскуляризация является важным признаком нарушений, приводящих к слепоте, включая диабетическую ретинопатию, ретинопатию, связанную с преждевременной и неоваскулярной возрастной макулярной дегенерации (Gariano and Gardner, 2005). Онкогены, гены опухолевых супрессоров и нарушения активности ростовых факторов способствуют патологическому ангиогенезу глаз. При VHL болезни, мутации потери функции зародышевой линии в гене супрессора опухоли VHL и последующая инактивация второго аллеля дикого типа приводят к аберрантной экспрессии hypoxia inducible factor-1 (HIF-1) возникновению мульти-системных опухолей (Chew, 2005). HIF-1 является главным регулятором транскрипции, жизненно важным для адаптации к гипоксии. В отсутствии функционального VHL, HIF-α транслоцируется в ядро, активирует транскрипцию способствующих ангиогенезу медиаторов, включая VEGF, VEGF рецепторы, erythropoietin (EPO), EPO рецептор (EPOR), multidrug resistance pump (MDR-1) transferrin, angiopoietin 1, glucose transporters (GLUT-1) и glycolytic enzymes (Arjumand and Sultana, 2012; Metelo et al., 2015).

Гипоксические пути прекрасно законсервированы между рыбками данио и людьми, это позволяет использовать рыбок данио в качестве мощной модели для изучения гипоксии (Metelo et al., 2015). Более того, функциональные исследования выявили, что молекулярные компоненты, регулирующие развитие сосудов, сходны у млекопитающих и рыб (Ellertsd?ttir et al., 2010) (Beis and Stainier, 2006). Формируются две сосудистые сети в глазах рыбок данио во время эмбрионального развития - гиалоидные сосуды, располагаются в передней части глаз, а поверхностная хороидальная сосудистая сеть лежит поверх пигментного эпителия сетчатки и отвечает за снабжение кислородом фоторецепторов (Gestri et al., 2012). В противоположность личинкам рыбок данио гиалоидная сеть в глазах млекопитающих подвергается запрограммированной регрессии, чтобы сформировать сосудистую сеть сетчатки (Alvarez et al., 2007; Fruttiger, 2002).

Рецессивные по vhl модельные рыбок данио воспроизводят некоторые генетические и клинические характеристики болезни VHL и предоставляют мощную модель для изучения системных и специфичных для глаз фенотипических отклонений, связанных с отсутствием передачи сигналов VHL (van Rooijen et al., 2011). vhl-/- личинки рыбок данио обнаруживают активированные избыточно VEGF лиганды (vegfaa, vegfab и vegfd) и рецепторы (flt-1, kdr и kdr-like), что сопровождается возникновением эктопической краниальной и межсегментной васкулатуры (van Rooijen et al., 2010). Аберрантная экспрессия этих генов HIF-мишеней приводит к формированию эктопических и протекающих кровеносных сосудов в туловище и глазах, сходные с патологическими признаками, наблюдаемыми у пациентов с VHL (van Rooijen et al., 2010). Гомозиготные vhl-/- рыбки данио обнаруживают отеки перикарда и желтка и обычно погибают перед 13 днем развития от сердечной или почечной недостаточности (van Rooijen et al., 2011). Предыдущие фармакологические исследования посвящены блокировке HIF2α y vhl-/- и устранению патологического эмбрионального ангиогенеза и повышению жизнеспособности (Metelo et al., 2015).

В то время как морфологические сосудистый фенотип рыбок данио vhl-/- охарактеризован (Metelo et al., 2015; van Rooijen et al., 2009, 2010, 2011) ничего неизвестно относительно влияния на функцию зрения. Здесь мы идентифицировали и охарактеризовали отсутствие оптокинетической реакции и существенное снижение зрительной моторной реакции у vhl-/-. Мы вновь подтвердили развитие кровеносных сосудов в глазу, но и выяснили, что это является результатом истощения гиалоидных сосудов и возникновения патологических эктопических сосудов внутри сетчатки у vhl-/- личинок. Мы выявили избирательное подавление vegfaa в глазах личинок vhl-/- после воздействия sunitinib malate, анти-ангиогенного соединения, разрешенного для лечения рака. Кроме того, мы продемонстрировали фармакологическое улучшение зрительной функции и нормализацию сосудистой сети глаз у vhl-/- после воздействия. Итак, ген vhl путем контроля экспрессии vegfaa в глазу предотвращает развитие сосудистой сети внутри сетчатки у рыбок данио.

Итак, было продемонстрировано, что vhl-/- рыбки данио почти полностью лишены функции зрения. Более того, гиалоидная сосудистая сеть в глазах vhl-/- формируется неправильно и это фенотипическое отклонение сопровождается формированием эктопических сосудов внутри сетчатки. Sunitinib malate, ингибитор multi tyrosine kinase, продаваемый на рынке для лечения рака, устранял глазные поведенческие и морфологические фенотипические отклонения у vhl-/- рыбок данио. Следовательно, ген vhl вносит вклад в создание эндогенного молекулярного барьера, предупреждающего развитие сосудов внутри сетчатки, а фармакологическое вмешательство sunitinib может улучшать зрительную функцию и формирование гиалоидных сосудов у vhl-/- рыбок данио.