增强 Ascl1 基因表达通过激活抗凋亡和 PI3K-AKT 通路保护蓝光损伤视网膜

《Journal of Translational Medicine》：AAV-mediated Ascl1 augmentation attenuates photoreceptor degeneration in a mouse model of blue light-induced retinal injury

　　

摘要

背景

光氧化应激是老年人视力丧失的主要原因之一，其会导致感光细胞和视网膜色素上皮（RPE）细胞逐渐退化并丧失。目前，直接在这种应激条件下保护外层视网膜细胞存活的有效治疗方法仍然有限。Ascl1是一种基本螺旋-环-螺旋结构的转录因子，以促进神经发生和细胞可塑性而闻名，并因其能够重新编程穆勒胶质细胞而在视网膜研究中被广泛研究。在这里，我们探讨了在急性退行性应激下，增强Ascl1基因表达是否也能对外层视网膜细胞提供保护。

方法

我们使用蓝光诱导的视网膜损伤小鼠模型来对外层视网膜和RPE施加光氧化应激，并通过AAV8-CAG-Ascl1-GFP（以AAV8-CAG-GFP作为对照）来测试Ascl1基因增强效应的保护作用。我们通过免疫染色、行为测试和电视网膜图谱评估了视网膜的结构和功能。为了探究潜在机制，我们进一步进行了双荧光素酶报告基因检测、整体RNA测序、qPCR和Western blotting实验。

结果

在外层视网膜和RPE中检测到Ascl1过表达，它减轻了蓝光引起的损伤，从而部分保持了外层视网膜的结构和功能（ERG b波反应）以及光/暗偏好行为。与抗凋亡效应一致，Ascl1显著减少了ONL中的TUNEL阳性细胞数量，同时降低了Caspase-8和BAX的切割水平，增加了Bcl2的水平。双荧光素酶检测证实Ascl1直接激活了Bcl2的启动子。此外，Ascl1还增强了PI3K和AKT的磷酸化，表明激活了促生存信号通路。在Ascl1处理的小鼠中，与损伤相关的胶质细胞/小胶质细胞激活以及RPE交界处的破坏也得到了缓解。

结论

这些数据表明，Ascl1除了具有重编程作用外，还具有细胞保护作用，并证明了基于AAV的Ascl1增强技术可以在急性光氧化损伤后提高视网膜的应激耐受性，这为在慢性、与年龄相关的模型中进行进一步评估提供了依据，包括优化剂量和安全性以及验证相关信号通路。

图形摘要

背景

光氧化应激是老年人视力丧失的主要原因之一，其会导致感光细胞和视网膜色素上皮（RPE）细胞逐渐退化并丧失。目前，直接在这种应激条件下保护外层视网膜细胞存活的有效治疗方法仍然有限。Ascl1是一种基本螺旋-环-螺旋结构的转录因子，以促进神经发生和细胞可塑性而闻名，并因其能够重新编程穆勒胶质细胞而在视网膜研究中被广泛研究。在这里，我们探讨了在急性退行性应激下，增强Ascl1基因表达是否也能对外层视网膜细胞提供保护。

方法

我们使用蓝光诱导的视网膜损伤小鼠模型来对外层视网膜和RPE施加光氧化应激，并通过AAV8-CAG-Ascl1-GFP（以AAV8-CAG-GFP作为对照）来测试Ascl1基因增强效应的保护作用。我们通过免疫染色、行为测试和电视网膜图谱评估了视网膜的结构和功能。为了探究潜在机制，我们进一步进行了双荧光素酶报告基因检测、整体RNA测序、qPCR和Western blotting实验。

结果

在外层视网膜和RPE中检测到Ascl1过表达，它减轻了蓝光引起的损伤，从而部分保持了外层视网膜的结构和功能（ERG b波反应）以及光/暗偏好行为。与抗凋亡效应一致，Ascl1显著减少了ONL中的TUNEL阳性细胞数量，同时降低了Caspase-8和BAX的切割水平，增加了Bcl2的水平。双荧光素酶检测证实Ascl1直接激活了Bcl2的启动子。此外，Ascl1还增强了PI3K和AKT的磷酸化，表明激活了促生存信号通路。在Ascl1处理的小鼠中，与损伤相关的胶质细胞/小胶质细胞激活以及RPE交界处的破坏也得到了缓解。

结论

这些数据表明，Ascl1除了具有重编程作用外，还具有细胞保护作用，并证明了基于AAV的Ascl1增强技术可以在急性光氧化损伤后提高视网膜的应激耐受性，这为在慢性、与年龄相关的模型中进行进一步评估提供了依据，包括优化剂量和安全性以及验证相关信号通路。

图形摘要