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角膜上皮损伤后愈合延迟会影响视力,目前缺乏有效治疗手段。研究人员探究 m6A 修饰及其调节因子在角膜上皮愈合中的作用,发现沉默 METTL3 和 YTHDF2 可促进愈合,为治疗角膜上皮愈合延迟提供新思路。
角膜,作为眼睛前端那层透明的 “窗户”,对视力起着至关重要的作用。角膜上皮就像这扇 “窗户” 的保护膜,一旦受损,如果不能及时愈合,麻烦可就大了。角膜上皮损伤后的延迟愈合,会让角膜基质纤维化,形成不可逆的角膜瘢痕,就像给窗户糊上了一层擦不掉的污渍,严重影响患者的视力。当下,临床常用药物、佩戴角膜接触镜、手术等方法来促进角膜上皮愈合,可对于化学损伤导致的角膜上皮延迟愈合,这些手段却有些 “力不从心”,治疗效果不尽人意。
在这样的困境下,科研人员开启了一场探索之旅。来自南开医院等机构的研究人员,将目光聚焦在神秘的 N6- 甲基腺苷(m6A)修饰上,试图揭开它在角膜上皮愈合过程中的 “神秘面纱”,为角膜上皮延迟愈合的治疗寻找新方向。
m6A 修饰是 RNA 甲基化修饰中最常见的一种,它可不是一个 “独行侠”,而是由甲基转移酶(Writers)、去甲基化酶(Erasers)和甲基化识别酶(Readers)共同调控的动态可逆过程。众多研究表明,m6A 修饰在肿瘤细胞、血管内皮细胞等的增殖、迁移和凋亡过程中都扮演着重要角色,但在角膜上皮细胞中,它的作用却还是个 “未知数”。同时,热休克蛋白 70(HSP70)作为细胞内的 “守护者”,在角膜上皮愈合中也有着重要意义,不过 m6A 是否参与调控角膜中 HSP70 的表达,同样有待研究。
为了深入探究这些问题,研究人员进行了一系列实验。他们建立了 C57BL/6 小鼠角膜碱烧伤模型作为体内研究对象,以人角膜上皮细胞(HCECs)为体外研究主体。通过小干扰 RNA(siRNA)下调 HCECs 中 YTHDF2、METTL3 和 FTO 的表达,评估在基础条件下以及白细胞介素 - 1β(IL-1β)刺激后,下调 m6A 修饰调节因子对 HCECs 增殖、迁移和凋亡的影响。
研究结果令人眼前一亮:在小鼠角膜碱烧伤后,m6A 水平升高,而 METTL3、FTO 和 YTHDF2 的表达降低;在 IL-1β 刺激的 HCECs 中,m6A 水平显著增加,FTO 和 YTHDF2 的表达下降。沉默 METTL3 和 YTHDF2 能够通过增加 HSP70 的表达,增强 HCECs 的增殖和迁移能力,进而促进角膜上皮愈合;相反,沉默 FTO 可能会通过促进 HCECs 凋亡、抑制其增殖和迁移,阻碍角膜上皮愈合。
从研究方法来看,研究人员主要运用了以下关键技术:一是构建小鼠角膜碱烧伤模型,模拟角膜上皮损伤的体内环境;二是使用小干扰 RNA(siRNA)技术,精准下调相关基因的表达,研究其功能;三是利用体外培养的人角膜上皮细胞(HCECs),在细胞水平进行实验观察。
下面详细看看研究结果:
- 角膜碱烧伤模型:选用 6 - 8 周龄雄性 C57BL/6 小鼠构建角膜碱烧伤模型,遵循严格的动物实验规范。这个模型为后续研究提供了接近真实情况的体内研究场景。
- 轻度角膜碱烧伤的愈合过程:观察发现,受伤 0 小时时,烧伤区域角膜上皮脱落,角膜基质水肿;伤后第 1 天,周围角膜上皮覆盖,但角膜基质水肿加剧,角膜混浊达到峰值;到了伤后第 2 天,受损区域基本被角膜上皮覆盖,不过功能尚未恢复。这让研究人员对角膜碱烧伤后的愈合进程有了清晰的认识。
- m6A 修饰及相关因子的变化:通过实验检测发现,在角膜碱烧伤和 IL-1β 刺激的不同条件下,m6A 水平以及 METTL3、FTO、YTHDF2 的表达呈现出不同的变化规律,为进一步探究它们在角膜上皮愈合中的作用提供了线索。
- 对 HCECs 细胞行为的影响:沉默 METTL3 和 YTHDF2 促进了 HCECs 的增殖和迁移,沉默 FTO 则起到相反的作用,并且这些变化与 HSP70 的表达密切相关,揭示了 m6A 修饰调节因子影响角膜上皮愈合的潜在机制。
综合研究结果,研究人员得出结论:小鼠角膜轻度碱烧伤后,角膜上皮厚度和分层在伤后第 5 天基本恢复正常。m6A 修饰参与了角膜上皮的愈合过程,损伤后角膜组织总 RNA 中 m6A 修饰增加,可能与 FTO 表达下降有关。m6A 修饰在角膜上皮细胞的增殖、迁移和凋亡过程中都发挥着作用。
这项研究意义重大。它首次深入揭示了 m6A 修饰及其调节因子在角膜上皮愈合中的重要作用,为治疗角膜上皮延迟愈合提供了全新的理论依据和潜在的治疗靶点。以往对于角膜上皮延迟愈合的治疗手段有限,而此次研究成果就像为这一难题打开了一扇新的大门,让我们看到了新的希望,有望推动相关治疗方法的进一步发展,帮助那些深受角膜上皮损伤困扰的患者重见清晰世界。未来,基于这些发现,或许会有更多针对性的治疗策略被开发出来,为眼科医学的发展注入新的活力。