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LATS激酶小分子抑制剂促进角膜内皮细胞体外扩增:突破角膜疾病治疗瓶颈的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月06日 来源:Regenerative Therapy 3.5
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本研究针对角膜内皮细胞(CECs)体外扩增效率低下的难题,创新性采用LATS激酶小分子抑制剂GA-002/GA-017激活Hippo通路效应分子YAP,成功实现人原代CECs的高效扩增(密度提升2-3倍),并保持ATP1A1/ZO-1/N-cadherin等功能标志物表达。该研究为开发基于细胞疗法的角膜内皮功能障碍治疗方案提供了关键技术支撑。
透明的角膜是眼睛的"窗户",但角膜内皮细胞(CECs)的不可再生特性使其成为眼科治疗的难点。成年人CECs终生处于细胞周期G1期停滞状态,当细胞密度低于1000个/mm2时就会导致角膜水肿甚至失明。目前角膜移植是唯一有效疗法,但全球1270万患者苦等供体,供需缺口巨大。虽然近年涌现出内皮角膜移植新技术,但供体短缺仍是制约临床应用的"卡脖子"问题。在此背景下,Natsuki Abe-Fukasawa等学者在《Regenerative Therapy》发表重要研究成果,通过靶向调控Hippo信号通路,开创性地实现了人原代CECs的高效体外扩增。
研究团队采用多种关键技术:从CorneaGen获取人角膜缘组织分离原代CECs;建立牛CEC系(BCE C/D-1b)和人/兔原代CEC培养体系;应用均相时间分辨荧光(HTRF)技术检测YAP磷酸化;通过免疫荧光追踪YAP核转位;采用实时定量PCR分析Hippo通路下游基因表达;构建GTIIC报告基因系统验证YAP-TEAD相互作用。
3.1节显示,在3D培养条件下,LATS抑制剂GA-002和GA-017使牛CEC细胞团增大2-3倍,细胞数量显著增加,而ROCK抑制剂Y-27632无此效应。2D培养实验进一步证实,这两种化合物能剂量依赖性地提高高密度培养的CECs增殖率,且在细胞密度>90%时效果最佳。
3.2节揭示分子机制:抑制剂处理4小时即显著上调cyr61、ctgf等YAP靶基因表达2-5倍。HTRF检测显示YAP-Ser127磷酸化水平降低50%,免疫荧光证实YAP核转位比例从对照组的20%提升至60%。关键的是,YAP-TEAD相互作用抑制剂Verteporfin可完全阻断LATS抑制剂促增殖作用,证实该效应依赖YAP激活。
3.3节突破性地证明,10μM GA-002/GA-017处理29天使人原代CECs密度提高2倍,且保持典型六边形形态和紧密连接特征。免疫荧光显示ATP1A1泵蛋白、ZO-1紧密连接蛋白和N-cadherin黏附分子表达完好,无上皮-间质转化迹象。
3.4节深入解析人CECs的响应机制:处理29天后,YAP核定位比例仍维持60%高位,CYR61等靶基因持续高表达。亚细胞分级实验证实核内YAP蛋白增加3倍,HTRF检测显示YAP磷酸化抑制率达70%。特别值得注意的是,该效应具有密度依赖性,在高密度培养时效果更显著。
这项研究开创性地证明:LATS激酶抑制剂通过抑制YAP磷酸化促进其核转位,解除接触抑制从而激活CECs增殖程序。相比传统方法,该技术既能实现人原代CECs高效扩增(29天密度提升2-3倍),又能完美保持细胞功能表型,解决了扩增过程中细胞去分化的行业难题。从转化医学角度看,该研究具有三重意义:为细胞疗法提供稳定细胞来源,单个供体可治疗更多患者;为开发角膜内皮再生药物提供新靶点;为利用iPSC等替代来源生产CECs奠定技术基础。虽然还需大动物实验验证,但这项研究无疑为突破角膜移植供体短缺瓶颈开辟了新途径。
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