ABCA1通过调节Cav1/eNOS/NO信号通路调节眼压

ABCA1 Regulates IOP by Modulating Cav1/eNOS/NO Signaling Pathway

作者信息Chunchun Hu, Liangliang Niu, Liping Li, Maomao Song, Youjia Zhang, Yuan Lei, Yuhong Chen, Xinghuai Sun
PMID32428234
发布时间2020-05-11
DOI10.1167/iovs.61.5.33

实验完整度

高

包含患者样本、细胞功能实验、动物模型和离体灌注等多层级验证,且进行了功能获得和功能丧失实验。

主要模型

猪眼前房角丛内皮细胞(AAP细胞) 人小梁网组织(POAG患者及供体眼) 小鼠眼(C57BL/6J)

重点核对

GW3965浓度1 μM处理AAP细胞24小时 ABCA1-shRNA慢病毒转导AAP细胞,MOI=10 GW3965前房注射浓度100 μM,体积2 μL 小鼠眼球灌注压力为8、12、16、20 mmHg

摘要

目的:本研究旨在探讨ATP结合盒转运蛋白A1(ABCA1)在调节眼压和房水流出中的作用及其病理生理机制。方法:通过Western blot检测原发性开角型青光眼(POAG)患者和人供体眼的小梁网样本中ABCA1的表达。为进一步评估ABCA1的功能意义,用ABCA1激动剂GW3965处理猪眼前房角丛(AAP)细胞(相当于人Schlemm管内皮细胞),或用表达ABCA1-shRNA的慢病毒转导。测量跨内皮电阻、蛋白表达和一氧化氮(NO)浓度。通过前房注射给予GW3965。还测量了眼压和房水流出流畅度。结果:与对照组相比,POAG患者小梁网组织中ABCA1表达显著升高。眼前房角丛细胞中ABCA1上调降低了眼前房角丛单层细胞的跨内皮电阻,伴随caveolin-1表达降低0.56倍,内皮型一氧化氮合酶表达和NO浓度分别升高2.85倍和1.17倍(n = 3,P < 0.05)。相反,ABCA1下调增加了跨内皮电阻和caveolin-1表达,并降低了内皮型一氧化氮合酶表达和NO产生(n = 3,P < 0.05)。GW3965降低眼压并显著增加常规流出流畅度(P < 0.05)。结论:通过caveolin-1/内皮型一氧化氮合酶/NO通路调节房水流出是ABCA1的新功能,不同于其介导胆固醇流出的传统作用。ABCA1是治疗青光眼和高眼压症的一个有吸引力的新型治疗候选靶点。关键词:ATP结合盒转运蛋白A1,原发性开角型青光眼,眼压

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
ABCA1是否参与调节眼压和房水流出,其机制是否通过Cav1/eNOS/NO通路?
核心机制
ABCA1通过抑制Cav1表达,解除Cav1对eNOS的抑制,从而增加eNOS来源的NO产生,降低跨内皮电阻,增加常规房水流出,降低眼压。
主要证据
在POAG患者小梁网中ABCA1表达升高;在AAP细胞中,GW3965上调ABCA1,下调Cav1,上调eNOS和NO,降低TEER;ABCA1敲低则相反;小鼠前房注射GW3965降低IOP并增加常规流出流畅度。
研究意义
作者认为增强ABCA1信号通路可能对青光眼和高眼压症的治疗具有临床价值。

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

检测人小梁网组织ABCA1表达

比较POAG患者与对照组小梁网中ABCA1的表达差异。

收集POAG患者和供体眼小梁网组织,通过Western blot检测ABCA1蛋白水平。

2

细胞水平功能验证

验证ABCA1上调或下调对AAP细胞通透性及相关蛋白表达的影响。

用GW3965处理或用ABCA1-shRNA转导AAP细胞,测量TEER、Cav1、eNOS表达及NO浓度。

3

动物体内IOP检测

验证GW3965对小鼠眼压的作用。

小鼠前房注射GW3965,在不同时间点测量IOP。

4

离体眼球灌注测量流出流畅度

验证GW3965对常规房水流出流畅度的影响。

小鼠眼球灌注,在不同IOP下测量流出速率,计算常规流出流畅度。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
青霉素Invitrogen--
链霉素Invitrogen--
GW3965Sigma--
二甲基亚砜Sigma--
聚凝胺----
表达ABCA1-shRNA的慢病毒载体Ruijiata Co, Ltd--
SYBR Green实时荧光定量PCR试剂盒Takara--
viiA 7实时荧光定量PCR仪Life Technologies--
RIPA裂解液Beyotime--
ABCA1抗体Abcamab151685,
Cav1抗体Cell Signaling Technology3238
eNOS抗体Abcamab66127
GAPDH抗体Abcam--
Griess试剂盒Promega Corporation--
SpectraMax L酶标仪Molecular Devices, LLC--
Transwell小室COSTARCorning
STX-2 Ag/AgCl电极Word Precision Instruments--
EVOM2伏欧表Word Precision Instruments--
TonoLab眼压计ICare--
杜氏磷酸盐缓冲液----

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
基因表达检测(Western blot)
样本类型、样本量(n=30)、抗体稀释比例(1:1000)、内参GAPDH、蛋白上样量(20 µg/泳道)
阅读提示:Methods中Western Blot部分及图注
细胞培养和处理
细胞类型(猪AAP细胞)、培养条件(DMEM+10% FBS+100 U/mL青霉素+100 µg/mL链霉素,37°C,5% CO2)、GW3965处理浓度(1 µM)和时间(24小时)
阅读提示:Methods中Isolation and Culture of Angular Aqueous Plexus (AAP) Cells部分
细胞功能检测(TEER、NO)
TEER测量设备(EVOM2)、NO检测试剂盒(Griess assay)及检测波长(540 nm)
阅读提示:Methods中NO Measurements和Transendothelial Electrical Resistance (TEER)部分
动物实验
小鼠品系(C57BL/6J)、年龄(8-10周)、麻醉方案(氯胺酮100 mg/kg和甲苯噻嗪15 mg/kg)、GW3965前房注射浓度(100 µM)和体积(2 µL)、IOP测量时间点(注射后立即、6、12小时)
阅读提示:Methods中Animals和IOP Measurements in Mice部分
离体眼球灌注
灌注压力(8、12、16、20 mmHg)、药物浓度(100 µM)、灌注时间(60分钟)
阅读提示:Methods中Eye Perfusion部分