抑制YAP信号通路可减轻白内障手术临床前模型中的纤维化及后囊膜混浊
本研究表明,YAP信号通路的激活与白内障术后后囊膜混浊(后发障)密切相关,而抑制YAP信号可有效抑制纤维化进程并减少后囊膜混浊的发生。YAP(Yes相关蛋白)是Hippo信号通路的关键效应因子,在细胞增殖、分化和组织纤维化中发挥重要作用。研究者在白内障手术临床前模型中发现,YAP信号通路的持续激活会促进后囊膜的纤维细胞转化,导致囊膜混浊。通过抑制YAP信号通路,可以显著降低成纤维细胞的活性和细胞外基质的沉积,从而减轻后囊膜混浊。这一发现为预防和治疗白内障术后后发障提供了新的分子靶点和潜在的治疗策略,具有重要的临床应用前景
《Cellular Signalling》:Inhibition of YAP signaling suppresses fibrosis and posterior capsular opacification in preclinical models of cataract surgery
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时间:2026年09月14日
来源:Cellular Signalling 4.7
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摘要目的白内障干预术后常见的纤维化后遗症是后囊膜混浊(PCO),其主要触发因素是晶状体上皮细胞(LECs)发生上皮-间充质转化(EMT)。本研究的目的是探讨yes相关蛋白(YAP)如何调控LECs的EMT,并确定结缔组织生长因子(CTGF)在该调控轴中的作用。方法在C57BL
摘要
目的
白内障干预术后常见的纤维化后遗症是后囊膜混浊(PCO),其主要触发因素是晶状体上皮细胞(LECs)发生上皮-间充质转化(EMT)。本研究的目的是探讨yes相关蛋白(YAP)如何调控LECs的EMT,并确定结缔组织生长因子(CTGF)在该调控轴中的作用。
方法
在C57BL/6小鼠中建立了模拟白内障手术模型,以检测术后晶状体上皮EMT过程中YAP的表达。利用转化生长因子-β1(TGF-β1)在人源SRA01/04 LECs及小鼠原代晶状体上皮培养组织中诱导EMT。通过慢病毒介导的敲低或过表达以及采用维替泊芬进行药理抑制,来调控YAP的表达与活性。采用实时PCR、Western blot及免疫荧光等技术评估YAP相关靶基因与EMT标志物的表达。使用中和抗体评估CTGF的作用。
结果
模拟白内障术后LECs中YAP的表达升高,且在培养细胞中TGF-β1介导的EMT过程中亦持续升高。抑制YAP的表达或活性可显著削弱EMT,其特征为纤连蛋白与α-SMA下调,同时上皮标志物得以维持。相反,YAP过表达促进了与EMT相关的分子变化。中和CTGF可部分逆转YAP诱导的EMT,表明CTGF参与了YAP依赖的EMT调控。
结论
LECs中EMT的进展由YAP的激活所驱动,该过程在一定程度上通过增强结缔组织生长因子(CTGF)的表达而实现。靶向YAP信号传导或可作为预防白内障术后EMT驱动的PCO的潜在治疗策略。
引言
白内障是全球致盲的首要病因,截至2020年,约影响1700万人。此外,全球另有约8350万人因同一病理受到中度至重度视力障碍的影响,其中包括儿童和老年人[1]、[2]、[3]、[4]。白内障的主要病理特征是晶状体混浊导致的屈光与汇聚功能受损。白内障手术被广泛认可为一种可靠且成功的干预手段,为绝大多数受影响者恢复视力[1]、[5]。然而,术后发生后囊膜混浊(PCO,常被称为二次白内障)是重要的并发症[6]。尽管由于手术方法的改进和创新型人工晶状体的组成优化,术后问题的相对发生率已有所下降,但随着每年白内障手术数量的上升,PCO病例的绝对总数仍然可观[7]。因此,深入了解驱动PCO发生的分子通路,对于发现针对该手术并发症的创新性预防疗法至关重要。
术后,残留的晶状体上皮细胞(LECs)会启动一个创伤修复程序,导致其增殖与迁移能力显著增强。在这一转变过程中,LECs逐渐呈现成纤维细胞样的外观,这一事件与α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)水平的升高以及ZO-1、E-钙黏蛋白和角蛋白等上皮特征的同时丧失相关。这种表型转换被称为上皮-间充质转化(EMT),涉及上皮细胞向间充质谱系的转化。事实上,LECs的EMT是PCO的标志,其特征为LECs增殖并从前囊膜活跃迁移至后囊膜[8]。这种迁移本质上反映了LECs从上皮细胞向纤维样细胞的表型转变,以往研究已通过划痕伤口愈合实验在TGF-β1处理的人源SRA01/04 LECs中得到充分证实[9]。现有文献已确立了EMT与PCO进展之间的强相关性[10]、[11]、[12],指出其受多种因素调控,包括转化生长因子-β(TGF-β),以及肝细胞生长因子、胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子和表皮生长因子等生长因子[13]、[14]、[15]。TGF-β通常被认为是启动EMT的主要驱动因素[16]、[17]、[18]。这些介质触发多种内部信号级联,包括Hippo、Smad和Notch通路,以及Snail和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号,所有这些均促进了LECs内EMT的发生[19]、[20]、[21]、[22]、[23]。
Hippo通路作为一条相对保守的信号通路,被认为具有调控多种生物功能的能力,主要涉及器官发育、干细胞稳态、组织再生和肿瘤抑制[24]、[25]。Hippo通路的主要机制在于抑制含PDZ结合基序的转录共激活因子(TAZ)和yes相关蛋白(YAP)的活性[26]、[27]、[28]。通过这种抑制,该通路有效限制细胞增殖并促进程序性细胞死亡[24]。由于TAZ和YAP缺乏自主DNA结合能力,这些转录共激活因子必须与TEA结构域转录因子(TEADs)结合才能发挥功能。此外,它们通过招募包括p73、SMAD和T-box转录因子5(TBX5)在内的其他伴侣来实现对靶基因的调控[29]。此外,一系列丝氨酸/苏氨酸激酶,特别是LATS1/2和MST1/2,对YAP和TAZ的活性进行协调性调控[30]。最新发现强调YAP-Hippo轴与多种组织中的EMT相关[31]、[32]、[33]、[34]。然而,Hippo/YAP信号在晶状体上皮细胞EMT中的具体作用尚未完全阐明;迄今为止,有限的研究利用免疫荧光提示YAP对于TGF-β驱动的晶状体纤维化和EMT至关重要[19],并发现YAP通路在LECs的一些生理活动中发挥作用[35]、[36]。
为阐明Hippo通路组分的表达情况,本研究采用TGF-β1在LECs中触发EMT。通过干扰YAP表达或抑制其激活来评估Hippo信号对LEC EMT的影响。此外,我们还研究了YAP过表达对LEC EMT的影响,以探索其潜在机制。我们的发现表明,YAP在LEC EMT过程中被激活并转位至细胞核,无论是在培养系统中由TGF-β1触发,还是体内通过模拟白内障手术引发。这些结果表明YAP活性的升高与LECs的EMT过程相关,并部分通过刺激结缔组织生长因子(CTGF,一种评估纤维化的指标)的表达来促进该转变。
章节片段
白内障手术模型的建立
从斯贝福生物科技(北京,中国)购得的8周龄雌性C57BL/6小鼠,在贵州医科大学无病原体环境中于12小时光照/黑暗周期下饲养。动物实验遵循《ARVO眼科与视觉研究中使用动物的声明》以及《实验动物福利伦理审查指南 中华人民共和国国家标准GB/T 35892-2018》。本研究还获得了正式的伦理委员会批准,
模拟白内障术后晶状体上皮细胞EMT过程中YAP表达上调
尽管Hippo信号级联在各种生物学背景下被认为是EMT的驱动因素,但其对白内障摘除术后LECs EMT的具体贡献尚未完全阐明。为检验Hippo信号是否参与该过程这一假说,我们通过外科切除晶状体纤维细胞诱导LECs发生EMT,并监测Hippo信号组分的表达。在术后0、2和5天收获眼球,以评估YAP和
讨论
尽管白内障摘除可恢复视力,但残留的LECs通常会启动术后损伤修复过程,最终导致一种被称为PCO的二次视力损害[49]。与多种纤维增殖性疾病相似,PCO以特征性的纤维化事件为标志,包括细胞异常生长、运动性增强、细胞外基质过度积累、组织收缩以及LECs向收缩性肌成纤维细胞的转化[50]、[51]。
数据和材料的可获取性
本研究中产生的所有数据均包含在正文和补充信息文件中。如需详细数据,可按请求提供。
CRediT作者贡献声明
李道远:写作——审阅与编辑,写作——初稿,可视化,资源,方法学,调查,资金获取,形式化分析,数据整理,概念化。蒋军:写作——审阅与编辑,方法学,调查。葛明:写作——审阅与编辑,资源,资金获取。何梦婷:写作——审阅与编辑,验证。杨寅卯:写作——审阅与编辑,验证。刘敏:写作——审阅与编辑,验证。冯宇冲:
伦理声明
本研究按照ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南以及以下动物福利和/或报告指南开展:《ARVO眼科与视觉研究中使用动物的声明》和《实验动物福利伦理审查指南 中华人民共和国国家标准GB/T 35892-2018》。
本研究经贵州医科大学伦理委员会批准。
(批准编号:2101103)。
资金资助
本研究部分得到了贵州省卫生健康委员会基金(编号gzwkj2021-323)对D.L.的资助、贵州医科大学博士启动基金(编号:XiaoboheJzi[2021]16)对D.L.的资助、贵州省基础研究计划(自然科学)(QKH JC ZK[2024]YB 157)对D.L.的资助、贵州省卫生健康委员会基金(编号gzwkj2023-473)对M.G.的资助、国家留学基金管理委员会(202306310049)对Y.W.的资助,以及贵州省基础研究计划(自然科学)(
利益冲突声明
作者声明不存在财务利益冲突或任何其他利益冲突。
李道远|蒋军|葛明|何梦婷|杨寅卯|刘敏|冯宇冲|吴一鸣|欧尚昆
贵州医科大学附属眼科医院,中国贵州省贵阳市
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