CRYAA 激活 SIRT1-PI3K/AKT 通路抗视网膜色素上皮凋亡:视网膜退行性疾病治疗新希望

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Archives of Biochemistry and Biophysics 3.8

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  为探究 αA - 晶状体蛋白(CRYAA)对视网膜色素上皮(RPE)的保护机制,研究人员构建过表达 CRYAA 的 ARPE-19 细胞,进行体内外实验。结果发现 CRYAA 可激活 SIRT1-PI3K/AKT 通路,减少 RPE 细胞凋亡。这为视网膜退行性疾病治疗提供新思路。

  在眼科疾病领域,视网膜退行性疾病就像潜伏在黑暗中的 “视力杀手”,悄无声息地威胁着全球众多患者的光明未来。年龄相关黄斑变性(AMD)、视网膜色素变性(RP)、Stargardt 病等都属于这类疾病,据全球患病率研究,超 2 亿患者深受其害,严重视觉障碍让他们的生活充满不便。目前,尽管科研人员在这类疾病的发病机制和治疗方面开展了大量基础和临床研究,但由于疾病的复杂性,始终未能找到有效的治疗方法。
在这样的困境下,αA - 晶状体蛋白(CRYAA)进入了科研人员的视野。它作为一种小热休克蛋白,在细胞面临压力时,能像忠诚的卫士一样,维持细胞内蛋白质的稳定状态,对视网膜起到保护作用。不过,它具体是如何发挥保护作用的,其中的详细机制却一直是个未解之谜。与此同时,微小核糖核酸(miRNA)在生物体内的重要调控作用逐渐被揭示,尤其是在视网膜色素上皮(RPE)细胞的生理和病理过程中,miRNA 扮演着关键角色。研究发现,miR-155-5p 在 RPE 细胞的氧化应激和凋亡过程中似乎有着特殊的调控作用。另外,沉默信息调节因子 1(SIRT1)作为一种参与多种重要生物过程的蛋白,在视网膜中也发挥着不可或缺的保护作用,但其与 PI3K/AKT 信号通路在 RPE 相关研究中的联系却鲜为人知。

为了揭开这些谜团,湖南爱尔眼科学院的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们希望通过深入研究,弄清楚 CRYAA 对 RPE 细胞凋亡的保护机制,从而为视网膜退行性疾病的治疗开辟新的道路。最终,他们的研究成果发表在《Archives of Biochemistry and Biophysics》上。

研究人员开展了一系列实验,主要运用了以下关键技术方法:在体外实验中,培养人 RPE 细胞系 ARPE-19 并进行慢病毒转染,构建稳定过表达 CRYAA 的细胞系;通过 CCK-8 检测、流式细胞术、活性氧(ROS)定量等实验评估细胞凋亡和氧化应激水平;利用 RT-qPCR 测定 miR-155-5p 水平;借助双荧光素酶基因报告实验验证 SIRT1 与 miR-155-5p 的靶向关系;采用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测 PI3K/AKT 信号通路相关蛋白表达。在体内实验方面,构建了碘酸钠诱导的小鼠视网膜变性模型,通过组织病理学分析评估视网膜损伤程度。

下面来看看具体的研究结果:

  • CRYAA 过表达保护细胞免受 H2O2诱导的凋亡:成功将 CRYAA 转染到 ARPE-19 细胞后,荧光显微镜观察到转染细胞发出高绿色荧光,Western blotting 检测发现 CRYAA 蛋白表达水平显著增加,证明转染成功并获得 CRYAA-RPE 细胞。后续实验表明,CRYAA 过表达能显著减少 H2O2诱导的 RPE 细胞凋亡,降低 ROS 水平。
  • CRYAA 调节 miR-155-5p 表达:研究发现,CRYAA-RPE 细胞中 miR-155-5p 的表达水平明显低于正常 RPE 细胞,这表明 CRYAA 可能通过抑制 miR-155-5p 的表达来发挥对 RPE 细胞的保护作用。
  • miR-155-5p 与 SIRT1 的靶向关系:通过生物信息学预测和双荧光素酶报告实验,证实了 miR-155-5p 与 SIRT1 的 3'- 非翻译区(3'-UTR)存在特异性结合位点,说明 SIRT1 是 miR-155-5p 的下游靶基因。
  • CRYAA 激活 SIRT1-PI3K/AKT 信号通路:CRYAA 过表达能够增加 SIRT1 的表达,进而激活 PI3K/AKT 信号通路。而当沉默 SIRT1 基因或过表达 miR-155-5p 时,PI3K/AKT 信号通路则受到相应抑制。
  • 体内实验验证:在碘酸钠诱导的小鼠视网膜变性模型中,玻璃体注射 Cryaa-AAV(腺相关病毒)后,发现小鼠视网膜变性得到缓解,视网膜功能显著改善,这进一步验证了 CRYAA 在体内对视网膜的保护作用。

综合研究结果和讨论部分,这项研究具有重要意义。研究人员首次揭示了 CRYAA 通过抑制 miR-155-5p 的表达,增加 SIRT1 水平,进而激活 PI3K/AKT 信号通路,保护 RPE 细胞免受凋亡的具体机制。这不仅为深入理解视网膜退行性疾病的发病机制提供了新的视角,更为未来开发针对这类疾病的治疗方法提供了潜在的新靶点和理论依据。它就像一束光,照亮了视网膜退行性疾病治疗的前行道路,让科研人员在探索有效治疗方案的征程上看到了新的希望,激励着更多研究围绕这一方向展开,为众多视网膜退行性疾病患者带来恢复光明的可能。

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