《Journal of Translational Medicine》:Aberrant expression of TRIM44, transcriptionally regulated by KLF9, contributes to the process of diabetic retinopathy
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为解决糖尿病视网膜病变(DR)治疗难题,研究人员开展了 TRIM44 在 DR 中作用及机制的研究。结果发现,TRIM44 在糖尿病大鼠视网膜和高糖诱导的细胞中高表达,敲低 TRIM44 可改善 DR 病理变化。这为 DR 治疗提供新方向。
糖尿病视网膜病变(Diabetic retinopathy,DR)作为糖尿病最常见的微血管并发症,堪称工作年龄成年人失明和视力障碍的 “罪魁祸首”。当前,抗血管内皮生长因子 A(VEGFA)疗法虽为主要治疗手段,但频繁的玻璃体内注射让许多患者苦不堪言,而且部分患者疗效欠佳,这使得探寻更有效的治疗方法迫在眉睫。
吉林大学第二医院的研究人员勇挑重担,聚焦 TRIM44 在 DR 中的作用及机制展开研究。他们发现,TRIM44 在糖尿病大鼠视网膜组织和高糖(HG)诱导的大鼠视网膜微血管内皮细胞(RMECs)中高表达。敲低 TRIM44 能显著改善 DR 大鼠的病理改变,降低视网膜组织中 isolectin-B4 和 VEGFA 的表达,减少无细胞毛细血管数量,还可抑制 HG 诱导的 RMECs 的细胞活力、增殖、迁移、侵袭和血管生成。研究还证实,Krüppel 样因子 9(KLF9)可转录激活 TRIM44,敲低 TRIM44 会影响 KLF9 介导的细胞功能。此外,通过蛋白质组学分析筛选出了 TRIM44 下游的差异表达蛋白(DEPs),并对其进行了功能富集分析。
此项研究意义非凡,为糖尿病视网膜病变的治疗开辟了新方向,有望基于 TRIM44 开发出更有效的治疗策略。该研究成果发表于《Journal of Translational Medicine》。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。动物实验方面,构建了糖尿病大鼠模型,通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病;细胞实验中,培养 RMECs 并进行高糖处理构建细胞模型;分子生物学技术上,采用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测基因表达,蛋白质免疫印迹法(WB)检测蛋白表达,双荧光素酶报告基因实验验证转录调控。
研究结果具体如下:
TRIM44 在糖尿病大鼠视网膜广泛表达 :与正常大鼠相比,糖尿病大鼠血糖升高、体重下降,视网膜组织中 TRIM44 的 mRNA 和蛋白水平显著上升,视网膜神经节细胞层(GCL)中 TRIM44 阳性的视网膜神经节细胞(RGCs)数量增加。
敲低 TRIM44 减轻糖尿病大鼠视网膜病变 :向糖尿病大鼠玻璃体内注射沉默 TRIM44 的慢病毒后,发现 isolectin-B4 表达增强受到抑制,视网膜血管生成受损得到改善,视网膜 GCL 肿胀、内核层(INL)和外核层(ONL)变薄等形态学变化也显著缓解,无细胞毛细血管数量减少,VEGFA 表达下降。
TRIM44 在 HG 诱导的 RMECs 广泛表达 :HG 处理 RMECs 后,细胞活力随处理时间增加而上升,同时 TRIM44 在 HG 条件下的 RMECs 中显著表达,且主要位于细胞质。
敲低 TRIM44 减轻 HG 诱导的细胞迁移和侵袭 :转染沉默 TRIM44 的慢病毒后,HG 处理的 RMECs 细胞活力、增殖、迁移和侵袭能力均受到显著抑制。
敲低 TRIM44 减轻 HG 诱导的血管形成 :HG 处理的 RMECs 管形成能力增强,敲低 TRIM44 可抑制这一现象,且 VEGFA 表达下降。
TRIM44 由 KLF9 转录上调 :HG 条件下 KLF9 高表达,过表达 KLF9 可上调 TRIM44 表达,双荧光素酶报告基因实验表明 KLF9 可激活 TRIM44 启动子,增强其转录活性。
TRIM44 敲低影响 KLF9 介导的 HG 诱导 RMECs 细胞功能 :在 HG 诱导的 RMECs 中,过表达 KLF9 增强的细胞活力、迁移和侵袭能力可被 TRIM44 敲低所抑制。
筛选 TRIM44 下游靶蛋白 :蛋白质组学分析共筛选出 38 个下调蛋白和 64 个上调蛋白,根据真核直系同源组(KOG)注释,这些蛋白功能分布在 19 个类别中,其中翻译后修饰、蛋白质周转和分子伴侣类别中的蛋白数量最多。
DEPs 的 GO 和 KEGG 富集分析 :基因本体(GO)富集分析显示,上调蛋白主要富集在神经节苷脂 GM1 结合、激肽原结合等分子功能;下调蛋白主要富集在蛋白质 - 谷氨酸 O - 甲基转移酶活性、岩藻糖激酶活性等分子功能。京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明,这些蛋白参与药物代谢、MAPK 信号通路等多种过程。
研究结论和讨论部分指出,TRIM44 在糖尿病视网膜病变中扮演着关键角色,其高表达与视网膜病变密切相关。敲低 TRIM44 可通过下调 VEGFA 表达抑制血管生成,延缓 DR 进展。虽然该研究存在一定局限性,如动物模型与人类视网膜微血管网络存在差异、细胞模型缺乏体内环境复杂性等,但为后续研究奠定了坚实基础,未来有望进一步探索 TRIM44 在其他眼部血管疾病中的作用,开发出更有效的治疗方法,为广大糖尿病视网膜病变患者带来新的希望。
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