抗氧化酶 PRDX6 与黏膜趋化因子 CXCL17 缺失:揭示干眼症氧化应激与黏膜稳态失衡的背后因素

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease 4.2

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  为探究干燥综合征干眼症(SSDE)发病机制,研究人员通过非靶向蛋白质组学分析患者泪液样本,聚焦抗氧化酶 PRDX6 和黏膜趋化因子 CXCL17。发现两者水平与临床指标相关,体外实验显示应激下表达趋势相反,为 SSDE 诊疗提供新方向。

  干眼症(Dry Eye Disease, DED)是一种影响全球眼健康的常见疾病,以泪膜稳态失衡、眼表炎症和氧化应激为主要特征,严重影响患者生活质量。干燥综合征(Sj?gren's syndrome, SS)作为一种自身免疫病,常伴随严重干眼症(SSDE),其发病机制涉及眼表黏膜免疫系统紊乱和氧化防御功能失调。然而,目前对于 SSDE 中关键分子靶点和信号通路的认识仍不充分,缺乏精准的诊断生物标志物和治疗靶点,这使得早期干预和个性化治疗面临挑战。
为填补这一研究空白,法国 Quinze-Vingts 国家眼科医院的研究人员开展了一项多维度研究,相关成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》。该研究通过蛋白质组学技术结合体外功能实验,系统解析了 SSDE 患者眼表微环境的分子特征,旨在挖掘与氧化应激和黏膜免疫相关的关键分子,为 SSDE 的诊疗提供新策略。

研究人员采用的主要技术方法包括:1. 非靶向蛋白质组学(nLC-MS/MS):对 12 名 SSDE 患者和 6 名健康对照的泪液样本(Schirmer strip samples, ScS)进行分析,筛选差异表达蛋白;2. 酶联免疫吸附试验(ELISA):在 39 名 SSDE 患者队列中定量验证抗氧化酶 PRDX6(Peroxiredoxin 6)和黏膜趋化因子 CXCL17 的蛋白水平;3. 体外细胞模型:利用人角膜上皮细胞(HCEc)构建高渗(HO, 500 mOsm/L)和 IFN-γ 刺激模型,通过 RT-qPCR、ELISA 和免疫细胞化学检测基因和蛋白表达变化;4. 生物信息学分析:通过 Gene Ontology(GO)和通路富集分析(Reactome、KEGG)解析差异蛋白的功能网络。

3.1 非靶向蛋白质组学筛选差异蛋白


通过主成分分析(PCA)发现 SSDE 患者与健康对照的泪液蛋白质组存在显著分离。共鉴定出 111 个差异蛋白,其中 43 个上调、68 个下调。功能富集分析显示,氧化应激、细胞代谢、细胞骨架组织和程序性细胞死亡通路显著失调。值得注意的是,抗氧化酶家族成员 PRDX6 在 SSDE 患者中显著下调,这与既往研究中 SS 患者泪液 PRDX6 水平降低的结果一致,提示其在氧化防御中的关键作用。

3.2 PRDX6 与 CXCL17 的表达特征


靶向分析发现,PRDX6 和 CXCL17 在 SSDE 患者泪液中表达水平显著低于健康对照。相关性分析表明,PRDX6 水平与泪膜破裂时间(TBUT)、Schirmer 试验结果呈正相关,与眼表疾病指数(OSDI)、牛津染色评分呈负相关;CXCL17 水平仅与牛津评分呈负相关,提示两者分别在泪膜稳定性和眼表上皮完整性中发挥作用。

3.3 体外应激模型中的分子响应


在高渗或 IFN-γ 刺激的 HCEc 中,PRDX6 和 CXCL17 的表达呈现与体内相反的趋势:两者在应激 24 小时后显著上调。这表明在急性应激条件下,角膜上皮细胞可通过上调抗氧化和免疫调节分子维持稳态,而 SSDE 慢性病程中这些保护机制可能被持续炎症耗竭,导致眼表防御功能崩溃。

3.4 信号通路与病理机制解析


进一步分析发现,SSDE 患者泪液中失调蛋白富集于氧化还原代谢、谷胱甘肽代谢和肌动蛋白细胞骨架调控通路。PRDX6 的缺失可能通过降低谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂酶 A2 活性,加剧脂质过氧化和膜损伤;CXCL17 的不足则可能削弱黏膜免疫监视,导致炎症清除障碍。此外,细胞凋亡相关蛋白(如 CASP3)上调和自噬标志物动态变化提示眼表上皮细胞处于 “促凋亡 - 低自噬” 的失衡状态,这与细胞骨架蛋白(如 ACTB、CFL1)的降解共同导致眼表结构破坏。

4. 研究结论与意义


本研究通过整合蛋白质组学和功能验证,揭示了 SSDE 眼表微环境中氧化应激与黏膜稳态的交互失调机制。抗氧化酶 PRDX6 和黏膜趋化因子 CXCL17 作为核心分子,分别通过调控氧化防御和免疫平衡维持眼表健康,其表达缺陷可能成为 SSDE 进展的关键驱动因素。值得注意的是,体外与体内表达趋势的差异提示,急性应激反应与慢性疾病状态下的分子调控存在动态切换,这为干预时机的选择提供了理论依据。

该研究的创新性在于:1. 首次系统解析 SSDE 泪液蛋白质组,鉴定出 111 个差异蛋白并构建功能网络;2. 明确 PRDX6 和 CXCL17 作为潜在诊断标志物和治疗靶点的价值,其与临床指标的强相关性为无创诊断提供了可能;3. 揭示眼表上皮细胞在应激初期的主动防御机制及其在慢性炎症中的耗竭过程,为开发 “应激早期激活 - 慢性期补充” 的双重疗法奠定基础。

尽管研究存在样本量较小(尤其是 Schirmer 试验低分泌患者的蛋白提取受限)和未涉及动物模型验证的局限性,但其发现为干眼症的精准医学研究开辟了新方向。未来需在更大队列中验证 PRDX6 和 CXCL17 的临床价值,并探索基于基因递送或小分子激动剂的靶向干预策略,有望为 SSDE 患者带来更有效的治疗选择。

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