实验研究
miR-497对糖尿病小鼠角膜上皮损伤修复的抑制作用及其靶向wnt3a调控机制
中华实验眼科杂志, 2023,41(9) : 856-863. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20220108-00005
摘要
目的

探讨miR-497对糖尿病小鼠角膜上皮愈合的抑制作用及其可能机制。

方法

取40只健康清洁级野生型C57BL/J6小鼠,采用随机数字表法平均分为空白对照组和模型对照组,另取CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除小鼠和miR-497过表达小鼠各20只,分别作为miR-497敲除组和miR-497过表达组。对模型对照组、miR-497敲除组、miR-497过表达组小鼠连续腹腔注射链脲佐菌素(STZ)构建糖尿病模型,空白对照组小鼠注射等量枸橼酸钠缓冲液,正常饲养8周。糖尿病模型建立成功后通过刮除角膜中央直径2 mm上皮,进一步构建角膜上皮损伤模型。采用角膜荧光素钠染色观察角膜上皮损伤后0、12、24和36 h各组小鼠角膜上皮缺损面积。采用Western blot法检测各组小鼠角膜组织中wnt3a、β-catenin蛋白表达;采用实时荧光定量PCR法检测各组小鼠角膜组织miR-497以及细胞增生相关基因CyclinD1c-MycKi-67 mRNA水平表达。采用双荧光素酶报告基因实验检测miR-497与wnt3a的靶向性关系。体外培养人角膜上皮细胞(HCEC),通过Lipo8000分别转染miR-497 mimics、miR-497 mimics阴性对照、miR-497 inhibitor、miR-497 inhibitor阴性对照,作为miR-497 mimics组、mimics阴性对照组、miR-497 inhibitor组、inhibitor阴性对照组,并在含25%葡萄糖的高糖培养基中培养;另取2个组HCEC分别置于含5%及25%葡萄糖的培养基进行培养,作为正常对照组及高糖组。采用CCK8检测各组细胞增生活力。

结果

注射STZ后8周,各糖尿病模型组小鼠血糖浓度明显高于空白对照组,体质量明显低于空白对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组损伤角膜上皮后12、24和36 h角膜上皮缺损面积百分比明显高于相应时间点空白对照组和miR-497敲除组,低于miR-497过表达组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组角膜组织中wnt3a、β-catenin蛋白相对表达量明显低于空白对照组和miR-497敲除组,高于miR-497过表达组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组CyclinD1、c-Myc和Ki-67 mRNA相对表达量均低于miR-497敲除组,高于miR-497过表达组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组、miR-497敲除组和miR-497过表达组miR-497相对表达量分别为1.00±0.02、0.63±0.06和1.48±0.03,总体比较差异均有统计学意义(F=19.62,P<0.01)。野生型Wnt3a转染细胞中miR-497-5p mimics组荧光素酶活性低于miR-497-5p阴性对照组和空载体组,差异均有统计学意义(均P<0.05);突变型wnt3a转染细胞中,各组荧光素酶活性比较差异无统计学意义(F=0.73,P=0.59)。高糖组细胞增生A值为0.59±0.03,明显低于正常对照组的0.59±0.03和miR-497 inhibitor组的0.88±0.08,明显高于miR-497 mimics组的0.48±0.11,差异均有统计学意义(均P<0.05)。

结论

沉默miR-497表达可能通过靶向激活wnt/β-catenin通路促进糖尿病小鼠角膜上皮缺损修复。

引用本文: 黄钰清, 杨燕宁, 王杨, 等.  miR-497对糖尿病小鼠角膜上皮损伤修复的抑制作用及其靶向wnt3a调控机制 [J] . 中华实验眼科杂志, 2023, 41(9) : 856-863. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20220108-00005.
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据国际糖尿病联盟统计,截止到2021年全球约有5.37亿成年糖尿病患者,患病人数约占全球成年人口的10.5%,其中中国约有1.4亿患者[1]。糖尿病角膜病变(diabetic keratopathy,DK)一般表现为眼部外伤或术后持续性角膜上皮缺损、愈合延迟、浅层点状角膜炎,逐步发展为角膜溃疡,严重影响患者生活质量[2]。微小RNA(microRNA,miR)是一组约含22个核苷酸的内源性非编码小RNA,通过特异性识别目的mRNA上3'UTR序列介导靶基因转录后的基因沉默[3,4]。近年来的研究证明miR-497是参与多种肿瘤发生和发展的关键因子之一,调控肿瘤细胞的增生、迁移以及糖代谢等[5]。Wnt/β-catenin是一条经典信号通路,参与维持成人组织的稳态和促进再生。已有研究证明其通过促进表皮细胞增生以及角朊细胞分化、迁移加速伤口修复[6]。Yang等[7]研究发现胰岛素通过介导Wnt/β-catenin通路促进I型糖尿病小鼠角膜神经修复及上皮创口愈合。通过Targetscan和miRanda等生物信息预测软件发现,miR-497与wnt3a的3'-UTR存在互补结合位点,推测miR-497可能参与Wnt/β-catenin通路调控。故本研究选取野生型(wild type,WT)C57BL/J6小鼠、CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除和过表达转基因C57BL/6小鼠,通过链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔注射诱导I型糖尿病小鼠模型并刮除部分角膜上皮观察其愈合速率,探讨miR-497和wnt3a是否参与糖尿病小鼠角膜上皮修复过程及其可能的作用机制,希望为临床诊疗提供新的思路。

 
 
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