编者按:综合应激反应(ISR)是细胞中响应各种刺激和生理变化而激活的信号通路。虽然ISR的短期激活有助于细胞维持生存状态,但长期持续的激活则可能引发细胞凋亡。ISR与多种眼部疾病的发病机制密切相关,其中包括年龄相关性黄斑变性(AMD)和糖尿病视网膜病变(DR)等。ISR的重要调控因子包括ATF4、CHOP、GRP78、GRP94和eIF2α等蛋白质。近年来,ISR抑制剂作为ATF4-CHOP通路的选择性抑制剂,受到了广泛关注。研究已证实,经过ISR抑制剂处理的小鼠,其青光眼相关症状得到了明显的改善,这为青光眼的治疗提供了新的思路与策略。第十六届欧洲青光眼协会年会(EGS2024)于2024年6月1日至4日在都柏林会议中心如期举行,形式多样、内容丰盛的学术大餐吸引了来自全球各地的青光眼学者驻足关注,每一位参会者都收获满满,汲取前沿知识、拓展学术视野,为青光眼防治事业的推进注入澎湃动力。EGS2024会议上,Caoimhe Normile教授等带来了关于ISR与青光眼研究的新进展、新成果,为人们深入理解ISR在青光眼中的作用提供了重要线索。
研究概览
研究人员对来自健康者和青光眼患者捐献的筛板(LC)细胞进行了单细胞RNA测序,使用Seurat进行差异基因表达分析,使用MSigDB数据集进行GSEA富集分析以确定标志性通路,使用icis-Target进行了motif和track富集分析,使用PCR、Western blot和免疫荧光技术验证相关发现,使用ISR抑制剂对青光眼患者捐献的LC细胞进行了处理。
研究发现的标志性通路包括缺氧、UPR和TGFβ信号传导(图1)。通过icis-Target识别的转录因子包括SRF、GCN4、BTF和ATF3,这些转录因子的标准化富集分数(NES)均大于3。免疫荧光检测显示,青光眼患者的LC细胞中ATF4和elF2a的染色增加(图2)。PCR检测显示,青光眼患者的LC细胞中,ISR调控因子ATF4、CHOP、GRP78、GRP94和elF2a的表达增加(图3),并在Western blot检测中得到证实。用ISR抑制剂处理后,PCR检测显示ATF4、CHOP、GRP78、GRP94、elF2a、COL1A1、纤维连接蛋白和aSMA的水平降低(图3、4),这一结果也在Western blot检测中得到证实。
图1. GSEA标志性通路分析
图2. 使用DAPI共同染色的LC细胞中ATF4和elF2a的免疫荧光
图3. 调控因子在健康者(绿色)、青光眼患者(浅蓝色)和ISR抑制剂处理的青光眼患者(深蓝色)LC细胞中的表达情况
图4.调控因子在健康者(绿色)、青光眼患者(浅蓝色)和ISR抑制剂处理的青光眼患者(深蓝色)LC细胞中的表达情况
研究启示
研究人员通过新型和常规技术证明了ISR在青光眼患者的LC细胞病理学中起着关键作用,以及应用ISR抑制剂可以降低ISR和细胞外基质的基因表达。这项研究不仅加深了人们对青光眼发病机制的理解,还提供了一种可能的治疗策略。期待未来通过进一步的研究和优化,将ISR抑制剂应用于青光眼的临床治疗,为更多青光眼患者提供一种新的解决方案,为患者保留有用的视功能,带来更多光明的希望。
讲题:The Integrated Stress Response - a key driver of glaucomatous optic disc cupping
作者:Caoimhe Normile、Mustapha Irnaten、David Simpson、Oisin Cappa、Vadim Zhernovkov、Jeffrey O'Callaghan、Colm J, O'Brien
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Linda Gareth
2015年3月6日, 下午2:51Donec ipsum diam, pretium maecenas mollis dapibus risus. Nullam tindun pulvinar at interdum eget, suscipit eget felis. Pellentesque est faucibus tincidunt risus id interdum primis orci cubilla gravida.