Pard3通过调控顶-基底极性、细胞骨架组织和紧密连接屏障功能促进角膜上皮分层与稳态

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:The Ocular Surface 6.0

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  本研究针对角膜上皮(CE)顶-基底极性(ABP)调控机制不明的科学问题,通过构建角膜特异性Pard3 Δ/ΔC 条件敲除小鼠模型,系统揭示了Pard3通过协调细胞极性、细胞骨架重构和紧密连接(TJ)组装来维持CE分层结构与屏障功能的核心作用。研究发现Pard3缺失导致CE分层异常、微皱襞减少、增殖失控和上皮-间质转化(EMT)激活,为角膜稳态维持机制提供了新见解。

  

作为眼球最外层的透明屏障,角膜上皮(CE)的精密结构与功能维持一直是眼科学研究重点。这种非角化复层鳞状上皮通过顶-基底极性(ABP)建立方向性,依靠紧密连接(TJ)、粘附连接(AJ)等复合体构建机械屏障。然而,关于ABP核心调控因子Pard3在CE中的具体作用,科学界长期缺乏系统认知。美国南佛罗里达大学团队在《The Ocular Surface》发表的研究,首次揭示了Pard3作为"分子建筑师"协调CE发育与稳态的全新机制。

研究采用条件性基因敲除技术构建Pard3
Δ/ΔC
小鼠(Pard3
LoxP/LoxP

;Aldh3A1-Cre/+
),通过组织病理学、扫描电镜、荧光素染色等技术评估CE结构,结合qRT-PCR、免疫印迹分析分子表达谱。

【Expression of ABP markers during postnatal maturation of the mouse CE】
发现CE成熟过程中ABP标志物表达动态变化:出生后5天(PN5)至52天,Pard3
CDC42
等基因表达显著上调,与CE分层进程同步。免疫荧光显示Pard3蛋白从基底层向表层梯度分布,提示其参与极性建立。

【Generation and breeding of Pard3
Δ/ΔC
mice】
条件敲除模型证实:成年Pard3
Δ/ΔC
小鼠CE仅存3-4层细胞,基底细胞圆缩,表层细胞微皱襞消失。扫描电镜显示细胞间连接松散,荧光素渗透实验证实屏障功能受损。

【Results】
分子机制研究发现:Pard3缺失导致TJ蛋白ZO-1、occludin表达降低,F-actin细胞骨架紊乱。增殖标志物Ki67阳性率增加2.3倍,EMT转录因子Twist、Snail显著上调,暗示极性破坏可能诱发异常转化。

【Discussion】
该研究首次阐明Pard3通过三重机制维持CE稳态:①通过Par复合物(aPKC/Par6)维持ABP;②协调肌动蛋白细胞骨架重构;③稳定TJ/AJ复合物组装。特别值得注意的是,Pard3缺失引发的EMT特征为角膜伤口异常愈合提供了新解释。研究不仅填补了角膜极性调控的理论空白,更为干眼症、角膜上皮病变等临床问题提供了潜在治疗靶点。

研究团队特别致谢捷克科学基金的支持,并指出Pard3可能通过与KLF4转录因子的协同作用调控CE分化。这些发现为开发靶向极性通路的新型眼表治疗策略奠定了理论基础。

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