实验研究
MiR-497对角膜新生血管的抑制作用及其靶向STAT3调控机制
中华实验眼科杂志, 2023,41(3) : 206-216. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20210201-00084
摘要
目的

探讨miR-497在碱烧伤诱导的角膜新生血管(CNV)形成过程中的作用及其机制。

方法

选用健康清洁级6~8周龄野生型(WT)C57BL/6小鼠42只以及成功鉴定为CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除(KO)和过表达转基因(TG)小鼠各42只,分别作为WT组、KO组和TG组。构建角膜碱烧伤模型,分别于造模后第3、7、14、21天行裂隙灯显微镜检查并进行角膜上皮损伤评分和角膜基质混浊评分,测量CNV面积;采用组织病理染色法观察角膜结构变化和炎症细胞的表达;采用免疫组织化学染色法检测角膜组织中CD31的表达;采用荧光素酶报告基因检测miR-497与信号转导及转录激活蛋白3(STAT3)之间的靶向结合关系;采用实时荧光定量PCR法检测各时间点小鼠角膜组织中miR-497以及血管内皮生长因子A(VEGFA)、肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-6、IL-1β、单核细胞趋化蛋白(MCP)-1 mRNA的相对表达量变化;采用Western blot法检测各组造模后14 d角膜组织中STAT3、p-STAT3蛋白的表达。

结果

小鼠角膜碱烧伤后出现角膜损伤和炎症细胞浸润,同时出现CNV。角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分和CNV面积呈现先升高后降低的趋势,并在造模后第14天时达峰值。各组造模后不同时间点角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分、CNV面积和CD31阳性细胞数总体比较差异均有统计学意义(F分组=49.19、34.56、44.56、77.56,均P<0.01;F时间=51.62、65.62、71.32、46.12,均P<0.01);其中KO组各时间点角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分、CNV面积和CD31阳性细胞数均高于WT组和TG组,TG组各指标均低于WT组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。在野生型STAT3共转染细胞中,miR-497组荧光素酶活性明显低于miR-阴性对照组和正常对照组,差异有统计学意义(均P<0.05);在突变型STAT3转染细胞中,各组间荧光素酶活性比较,差异无统计学意义(F=0.69,P=0.56)。WT组、KO组、TG组造模后14 d角膜组织中miR-497的相对表达量分别为0.68±0.11、0.41±0.06、1.05±0.14,均明显低于造模前的1.00±0.04、0.56±0.07、1.34±0.11,差异均有统计学意义(均P<0.01)。造模后第14天,KO组STAT3及p-STAT3蛋白相对表达量均明显高于WT组和TG组,TG组各蛋白相对表达量低于WT组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。各组造模后各时间点VEGFA、TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1 mRNA相对表达量均明显高于造模前,KO组各mRNA相对表达量明显高于同时间点WT组和TG组,TG组各mRNA相对表达量明显低于同时间点WT组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。

结论

MiR-497可抑制碱烧伤诱导的角膜炎症反应及CNV形成,其可能通过靶向STAT3抑制炎症信号通路的激活。

引用本文: 王杨, 杨燕宁, 潘玉苗, 等.  MiR-497对角膜新生血管的抑制作用及其靶向STAT3调控机制 [J] . 中华实验眼科杂志, 2023, 41(3) : 206-216. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20210201-00084.
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角膜新生血管(corneal neovascularization,CNV)是一种威胁视力的疾病,每年患病人群达140多万人,若不及时治疗,会导致组织瘢痕、水肿、脂质沉积和持续性炎症,严重影响患者视力和生活质量[1]。目前CNV的治疗方案包括局部应用类固醇、手术干预、激光消融、光动力治疗和细针透热疗法,但因设备成本高、易诱发微穿孔和出血等未得到广泛推广。目前主流的抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)抑制剂注射疗法存在部分患者不耐受和易复发等问题,且需多次注射,医疗成本较高[2,3,4,5,6]。研究表明,炎症是CNV的重要始动因素和调控因素,与VEGF之间存在相互作用,与眼部新生血管的形成密切相关[7,8]。信号转导及转录激活蛋白3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)在免疫调节中发挥重要作用,其在激活状态下可进一步释放炎症因子,调节免疫炎症反应,影响CNV形成和发展[9,10]。据报道,微小RNA(microRNA,miRNA)参与病理性和发育性血管生成,部分miRNA在角膜上皮中优先表达,调节细胞增生、迁移等功能,其中miR-497是预后良好的标志物,其可抑制肿瘤细胞的增生、迁徙并有负向调控血管形成的作用[11,12,13]。MiR-497与STAT3的3'非翻译区存在互补结合位点,推测miR-497可能靶向调控STAT3。本研究拟对野生型(wild type,WT)C57BL/6小鼠、CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除(knockout,KO)和过表达转基因(transgenic,TG)C57BL/6小鼠进行碱烧伤CNV造模,探讨miR-497对CNV发生和发展的影响及其可能的免疫调控机制,希望为CNV临床诊疗提供新的思路。

 
 
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