SIRT1/SOX9/LCN2信号轴诱导脉络膜新生血管形成促进年龄相关性黄斑变性的机制研究

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目的:年龄相关性黄斑变性(AMD)是一种以中心视力下降或丧失为特征的视网膜黄斑区进行性的慢性疾病。有报道指出,AMD发病机制可能与脂质代谢异常有关。其中,黄斑区脉络膜新生血管(CNV)是年龄相关性黄斑变性(AMD)主要病理特征。研究表明,脂质运载蛋白2(LCN2),作为血管内皮损伤的标志物,在AMD的CNV中有着重要作用。为了探究LCN2在CNV中的作用机制,本研究从CNV形成和炎性反应出发,在缺氧细胞模型和激光诱导CNV小鼠模型中,探讨LCN2对CNV进程的影响,并深入阐明其分子机制,寻求新的治疗靶点,为临床疾病诊治提供理论依据。方法:第一部分LCN2在CNV形成中的表达及作用选取人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)作为研究对象,建立缺氧细胞模型,以及通过激光诱导构建CNV小鼠模型,进行相关项目实验。(1)LCN2对缺氧细胞生物活性的影响:免疫印迹检测缺氧细胞中LCN2的表达;通过ELISA、CCK-8、流式细胞术、Transwell、管腔形成实验分别检测敲低或过表达LCN2对VEGF生成、炎性反应、细胞增殖活性、凋亡、迁移及管腔形成的影响。(2)LCN2表达对激光诱导CNV小鼠脉络膜/RPE组织的影响:免疫印迹检测CNV小鼠脉络膜/RPE组织内LCN2的表达;玻璃体腔注射LCN2抑制剂RGDS,免疫荧光染色检测CNV小鼠脉络膜/RPE组织CNV面积。第二部分SOX9激活LCN2基因转录选取ARPE-19作为研究对象,建立缺氧细胞模型,进行相关项目实验。(1)LCN2的转录因子预测:基于AMD样本测序数据集GSE29801和GSE103060,通过Knock TF和Cistrome DB数据库预测LCN2的转录因子。(2)SOX9调控LCN2表达:染色质免疫共沉淀及双荧光素酶基因检测验证SOX9对LCN2的调控;免疫印迹检测缺氧细胞中SOX9的表达及对LCN2表达的影响。第三部分SIRT1/SOX9/LCN2信号轴调控AMD相关机制研究选取ARPE-19和HUVECs作为研究对象,建立缺氧细胞模型,以及通过激光诱导构建CNV小鼠模型,进行相关项目实验。(1)SIRT1/SOX9/LCN2信号轴对缺氧细胞的生物活性影响:免疫印迹检测细胞中SIRT1的表达及对SOX9乙酰化的影响;免疫荧光检测SOX9核易位;通过免疫印迹、ELISA、CCK-8、流式细胞术、Transwell、细胞管腔形成实验验证SIRT1/SOX9/LCN2信号轴对VEGF生成、炎性反应、细胞增殖活性、凋亡、迁移及管腔形成的影响。(2)SIRT1/SOX9/LCN2信号轴对激光诱导CNV小鼠脉络膜/RPE组织的影响:免疫印迹检测CNV小鼠组脉络膜/RPE组织内SIRT1、乙酰化SOX9、LCN2的表达及相互之间的调控关系;免疫荧光染色检测CNV小鼠脉络膜/RPE组织CNV面积。结果:第一部分(1)LCN2促进缺氧细胞病变发展:在缺氧细胞模型中,LCN2的表达升高;敲低LCN2可以促进细胞增殖活性,抑制VEGF、TNF-α、IL-6的表达及细胞凋亡、迁移和管腔形成能力,过表达LCN2则表现为相反的作用。(2)LCN2促进激光诱导CNV小鼠病变发展:CNV小鼠脉络膜/RPE组织LCN2表达升高;LCN2抑制剂可以减少CNV小鼠脉络膜/RPE组织CNV面积。第二部分(1)SOX9是LCN2的转录因子:生信分析预测得出SOX9是LCN2潜在的转录因子,实验验证SOX9与LCN2基因启动子之间存在直接靶向关系。(2)SOX9调控LCN2的表达:在缺氧细胞模型中SOX9的表达上调;敲低SOX9可以抑制LCN2的表达,过表达SOX9则表现为相反的作用。第三部分(1)SIRT1/SOX9/LCN2信号轴促进缺氧细胞病变发展:缺氧细胞模型中SIRT1的表达升高;过表达SIRT1能降低乙酰化SOX9的水平,使核SOX9增加,敲低SIRT1则相反,但都对总SOX9的表达没有影响;敲低SIRT1使细胞内乙酰化SOX9上调,LCN2的表达下降,促进细胞增殖活性,抑制细胞内VEGF、TNF-α、IL-6的表达及细胞凋亡、迁移及管腔形成能力。(2)SIRT1/SOX9/LCN2信号轴促进激光诱导CNV小鼠病变发展:CNV小鼠脉络膜/RPE组织内SIRT1和LCN2表达升高,乙酰化SOX9降低;敲低SIRT1可以升高乙酰化SOX9水平,降低LCN2表达,减少CNV小鼠脉络膜/RPE组织CNV面积。结论:(1)LCN2可以抑制缺氧视网膜上皮细胞增殖活性,促进VEGF生成、炎性反应、细胞凋亡、迁移和管腔形成,促进AMD病情的发展;抑制LCN2表达可减少CNV小鼠脉络膜/RPE组织CNV面积,缓解AMD病情的发展。(2)SOX9是LCN2的转录因子,可激活LCN2基因的转录。(3)SIRT1使SOX9去乙酰化入核后,上调LCN2的转录表达,进而促进CNV形成及AMD发展。
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