钙敏感受体(CaSR)调节眼表面氯离子转运,其抑制作用促进眼表面水合

Calcium-sensing receptor (CaSR) modulates ocular surface chloride transport and its inhibition promotes ocular surface hydration

作者信息Neel D Pasricha, Ethan S Lindgren, Rongshan Yan, Yien-Ming Kuo, Matilda Chan, Alan S Verkman, Tifany Chu, Pattareeya Yottasan, Livia de Souza Goncalves, Onur Cil
PMID38871216
期刊Ocul Surf
发布时间2024-10-30
DOI10.1016/j.jtos.2024.06.002

实验完整度

包含免疫荧光染色、OSPD功能测定和小鼠泪液量测量,但缺乏疾病模型验证和机制深入探究。

主要模型

BALB/c小鼠眼表面 小鼠角膜和结膜组织 人角膜和结膜组织

重点核对

CaSR在角膜和结膜上皮中的表达定位 西那卡塞对CFTR介导氯离子分泌的抑制作用及浓度依赖性 NPS-2143对CFTR介导氯离子分泌的刺激作用 NPS-2143对泪液量的影响及持续时间

摘要

目的:眼表面水合对眼睛健康至关重要,其损害可导致干眼病。细胞外钙敏感受体(CaSR)是表达囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)氯离子通道的上皮细胞中离子转运的调节因子。CFTR也是眼表面上皮中的主要离子通道,然而CaSR在眼表面的作用尚未得到充分研究。本研究旨在探讨CaSR在眼表面的表达和功能作用。方法:在小鼠和人类角膜及结膜中进行CaSR免疫染色。在局部应用西那卡塞(CaSR激活剂)和NPS-2143(CaSR抑制剂)的小鼠中测量眼表面电位差(OSPD)和泪液量。结果:CaSR在小鼠和人的角膜及结膜上皮中表达。局部给予CaSR激活剂西那卡塞可抑制cAMP激动剂毛喉素诱导的氯离子分泌和CFTR活性高达90%。CaSR抑制剂NPS-2143可刺激小鼠眼表面CFTR介导的氯离子分泌,之后cAMP激动剂毛喉素的额外分泌作用极小。单剂量NPS-2143治疗(作为滴眼液)与载体治疗相比,使小鼠泪液量增加约60%。单次给药后,NPS-2143对泪液量的作用至少持续8小时。结论:CaSR是眼表面离子转运的关键调节因子,CaSR抑制可促进眼表面的氯离子和泪液分泌。如果在干眼模型中被证明有效,CaSR抑制剂(目前处于临床开发阶段)有可能被重新用作干眼病的新型促分泌治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CaSR在眼表面是否表达,并调节眼表面的离子转运和水合状态?
核心机制
CaSR激活抑制cAMP和钙激活的氯离子分泌,而CaSR抑制刺激CFTR介导的氯离子分泌,从而增加泪液分泌。
主要证据
免疫荧光显示CaSR在角膜和结膜上皮表达;OSPD实验显示西那卡塞抑制氯离子分泌,NPS-2143刺激氯离子分泌并增加泪液量。
研究意义
CaSR抑制剂可能作为干眼病的新型促分泌治疗药物,但需在疾病模型中验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CaSR表达定位

确定CaSR在眼表面组织中的表达位置

通过免疫荧光染色检测小鼠和人角膜及结膜中CaSR的表达,并使用细胞角蛋白7共染检测结膜杯状细胞中的表达。

2

OSPD测量氯离子转运

评估CaSR调节剂对眼表面离子转运的影响

在小鼠眼表面进行OSPD测量,依次灌注不同溶液,记录电位变化,以评估ENaC、CFTR和CaCC活性。

3

泪液量测量

评估CaSR抑制剂NPS-2143对泪液分泌的影响

对清醒小鼠单次滴眼给予NPS-2143或载体,使用牙髓吸收纸点泪液测试(EAPPTT)在不同时间点测量泪液量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证离子转运功能

产品清单

实验环节名称品牌货号
西那卡塞Tocris Bioscience--
NPS-2143Tocris Bioscience--
阿米洛利Sigma-Aldrich--
毛喉素Sigma-Aldrich--
CFTR抑制剂-172Sigma-Aldrich--
三磷酸腺苷Sigma-Aldrich--
抗CASR抗体Abcam--
Cy3标记山羊抗小鼠IgG2aFisher Scientific--
Alexa Fluor 488标记山羊抗小鼠IgG2a (γ2a)Fisher Scientific--
Hoechst 33258----
Fluoromount-G封片剂Fisher Scientific--
抗细胞角蛋白7抗体Abcam--
OCT包埋剂----
冷冻切片机Leica BiosystemsCM1860
Fisherbrand Superfrost Plus显微镜载玻片Fisher Scientific--
康宁盖玻片24mm×50mmCorning Inc--
ISO-Z前置放大器----
BMA-200高阻抗放大器/电压表----
Power Lab模数转换器ADInstruments--
重力灌流系统ALA Scientific--
牙髓吸收纸尖Densply Maillefer--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
CaSR表达检测
小鼠品系和年龄;人组织来源;抗体稀释度
阅读提示:Methods 2.5节
OSPD测量
小鼠品系和年龄;灌注液成分;药物浓度;灌注顺序
阅读提示:Methods 2.3节
泪液量测量
小鼠品系;药物剂量和体积;测量时间点;环境条件
阅读提示:Methods 2.6节