新 lncRNA 助力青光眼研究:调控自噬,抑制细胞外基质堆积

【字体: 时间:2025年02月12日 来源:Scientific Reports 3.8

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  原发性开角型青光眼(POAG)可致不可逆失明,氧化应激下小梁网细胞(TMCs)的自噬及长链非编码 RNA(lncRNAs)作用不明。研究人员探究相关机制,发现 lncRNA ENST00000523905 可增强自噬、抑制细胞外基质(ECM),为 POAG 治疗提供新思路。

  青光眼,这个悄然潜伏的 “视力杀手”,在全球范围内无情地剥夺着人们的光明,尤其是原发性开角型青光眼(POAG),它就像一个隐藏在黑暗中的敌人,是导致不可逆失明的主要原因之一。正常情况下,眼睛里的房水会通过小梁网 - 施莱姆管(TM/SC)顺畅流出,维持眼压稳定。但当氧化应激这个 “捣乱分子” 出现,情况就变得糟糕起来。氧化应激会让线粒体受损,释放出大量活性氧(ROS),ROS 的产生和清除一旦失衡,就会在小梁网中疯狂 “搞破坏”,使得细胞外基质(ECM)异常增多。过多的 ECM 堆积在 TM/SC,就像在排水管道里堆满了杂物,房水流出严重受阻,眼压急剧升高,最终引发青光眼。
尽管自噬在清除 ECM 方面有着重要作用,就像是细胞内的 “清洁小卫士”,能及时清理受损或冗余的物质,但在氧化应激下,长链非编码 RNA(lncRNAs)在人小梁网细胞(HTMCs)自噬中的作用却如同迷雾,一直不为人知。为了揭开这层神秘的面纱,深圳眼科医院、深圳眼科学研究所(隶属于暨南大学)以及贵州医科大学附属医院眼科的研究人员,踏上了探索之旅。他们深入研究,最终发现了一种新型 lncRNA——ENST00000523905,它在这场 “战斗” 中发挥着关键作用,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在此次研究中,运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术,他们从深圳眼科中心眼库获取正常角膜缘组织,分离培养出 HTMCs 。然后利用定量逆转录聚合酶链反应(qPCR),精准检测各种 RNA 的表达量变化;通过蛋白质免疫印迹法(Western blot),分析不同蛋白质的表达水平。此外,RNA 免疫沉淀(RIP)技术帮助他们确定了 lncRNA 与蛋白质之间的相互作用关系。

研究结果如下:

  • 氧化应激对 ECM 表达和自噬通量的影响:研究发现,用 300μM H2O2处理 HTMCs 2 小时后,FN 和 COL1 等 ECM 蛋白的表达显著上调,大约增加了 2 - 3 倍。同时,自噬也被诱导发生,但 H2O2抑制了自噬体与溶酶体的融合。在这个过程中,p62 的表达下降,而更多的 LC3 I 转化为 LC3 II。这表明氧化应激会促使 ECM 表达增加,同时影响自噬通量。
  • 自噬对 ECM 表达的作用:为了探究自噬在 HTMCs 氧化应激中的生理作用,研究人员使用了 3 - 甲基腺嘌呤(3 - MA),它是一种自噬抑制剂。实验结果显示,3 - MA 处理后,更多的 LC3 I 转化为 LC3 II,p62 表达明显下降,而 ECM 表达却增加了。这充分说明,自噬在氧化应激下能够促进 ECM 的清除,维持细胞的正常生理功能。
  • ENST00000523905 和 TP53INP1 对自噬的影响:通过微阵列分析,研究人员发现了许多在氧化应激下表达变化的 lncRNAs 和 mRNAs,其中 ENST00000523905 和 TP53INP1 与自噬调节密切相关。敲低 ENST00000523905 或 TP53INP1 后,细胞内自噬体显著减少,p62 水平升高,LC3 I 转化为 LC3 II 的数量也减少。这表明 ENST00000523905 和 TP53INP1 能够增强氧化应激下 HTMCs 的自噬作用。而且,敲低这两者的表达后,氧化应激下 HTMCs 中 ECM 的表达增加,这进一步证明了它们在调节 ECM 中的重要性。
  • ENST00000523905 对 TP53INP1 的调控机制:研究人员深入探索发现,ENST00000523905 能够招募并直接结合转录因子 CCAAT / 增强子结合蛋白 β(C/EBPβ)。敲低 ENST00000523905 的表达,会导致 TP53INP1 的表达下降。同时,敲低 C/EBPβ 的表达,也会显著降低 TP53INP1 的表达。这一系列实验结果表明,ENST00000523905 可能通过与 C/EBPβ 结合,对 TP53INP1 的转录起到正向调控作用。

研究结论和讨论部分指出,升高的眼压是 POAG 最重要的危险因素,而氧化应激引发的 ECM 沉积是导致眼压升高的关键原因之一。自噬虽然是细胞应对氧化损伤的一种自我保护机制,但在青光眼的发生发展过程中,这种机制并不足以完全清除氧化应激诱导的有害物质,从而导致 ECM 在青光眼流出通路中异常沉积。此次研究发现的 ENST00000523905,为深入理解 POAG 的发病机制提供了新的视角。它通过调节 TP53INP1 的转录,进一步调控氧化应激诱导的 HTMCs 自噬和 ECM 变化。这一发现可能为 POAG 的治疗开辟新的道路,未来或许可以针对这一机制开发出更有效的治疗方法,为青光眼患者带来重见光明的希望。

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