经典Wnt信号通路驱动近视发展并可通过药物调节

Canonical Wnt Signaling Drives Myopia Development and Can Be Pharmacologically Modulated

作者信息Zhen Liu, Yanghui Xiu, Fangfang Qiu, Zhenzhen Zhu, Rongrong Zong, Xiangtian Zhou, Jianhong An, Qiongsi Wang, Peter S Reinach, Wei Li, Wensheng Chen, Zuguo Liu
PMID34259818
发布时间2021-07
DOI10.1167/iovs.62.9.21

实验完整度

高

研究结合人血浆样本、两种近视小鼠模型(APC突变和形觉剥夺)、药物干预、Western blot和免疫染色,包含功能验证和机制验证。

主要模型

人血浆样本(近视患者及健康对照) APC基因突变小鼠(APCMin) 形觉剥夺诱导的近视小鼠模型

重点核对

人血浆DKK-1水平与近视程度的关系 APCMin小鼠和FD小鼠视网膜中经典Wnt通路蛋白表达水平 氯硝柳胺口服给药剂量(200 mg/kg体重)及频率(每日一次) FD处理时间(1天、7天、28天)与眼部生物测量指标

摘要

目的:本研究旨在评估经典Wnt信号通路在近视发展中的作用。方法:研究使用了来自成年近视患者的血浆、近视动物模型,包括腺瘤性息肉病(APC)基因突变小鼠模型和形觉剥夺(FD)诱导的近视小鼠模型。在动物模型中口服给予经典Wnt通路抑制剂氯硝柳胺。采用酶联免疫吸附法测定血浆中DKK-1的水平。在FD治疗结束时测量屈光度、玻璃体腔深度(VCD)、眼轴长度(AL)及其他参数。通过Western blot分析和免疫染色分析评估经典Wnt信号通路的变化。结果:近视患者血浆中Wnt抑制剂DKK-1的水平显著降低。同时,在小鼠近视发展过程中,经典Wnt通路逐渐被激活。此外,在小鼠模型中通过氯硝柳胺抑制经典Wnt信号通路显著减少了晶状体厚度(LT)、VCD和AL的延长,从而抑制了近视。结论:经典Wnt信号通路的失调是近视的一个特征,靶向Wnt信号通路具有作为近视治疗策略的潜力。关键词:经典Wnt信号通路,DKK-1,近视,氯硝柳胺。

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
经典Wnt信号通路在近视发展中的作用及其作为治疗靶点的潜力。
核心机制
近视发展过程中视网膜经典Wnt信号通路被激活,表现为β-catenin和Dvl3上调,APC下调,而Wnt抑制剂DKK-1血浆水平降低;抑制该通路可减缓近视进展。
主要证据
人血浆DKK-1水平在近视患者中降低,并与屈光度正相关;APCMin及FD小鼠视网膜中β-catenin和Dvl3上调,p-β-catenin下调;氯硝柳胺处理后逆转上述变化,并减少眼轴延长及近视度数。
研究意义
研究为经典Wnt信号通路在近视发病中的关键作用提供了证据,并提示靶向该通路(如使用氯硝柳胺)可能成为近视治疗的潜在策略。

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

临床样本分析

评估近视患者与健康对照者血浆中Wnt抑制剂DKK-1水平的差异及其与近视严重程度的关系。

招募197例近视患者和51例健康对照,收集血浆,使用ELISA检测DKK-1水平,并分析其与屈光度和眼轴长度的相关性。

2

经典Wnt通路在近视小鼠模型中的激活检测

在APCMin和FD近视小鼠模型中,验证经典Wnt信号通路的激活状态。

通过Western blot和免疫染色检测视网膜中β-catenin、Dvl3、APC及GSK3β的表达和定位。

3

氯硝柳胺抑制Wnt通路对近视发展的影响

评估口服Wnt抑制剂氯硝柳胺能否通过抑制经典Wnt通路减缓近视发展。

在FD和APCMin小鼠中,口服给予氯硝柳胺(200 mg/kg/day)或对照溶剂4周,检测视网膜Wnt通路蛋白变化及眼部生物测量参数。

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
DKK-1 ELISA试剂盒R&D Systems--
抗β-catenin抗体Santa Cruzsc-7199
抗Dvl3抗体Cell Signaling Technology3218T
抗APC抗体Santa Cruzsc-896
FTIC-488偶联二抗Thermo Fisher ScientificA-21206
DAPI----
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Thermo Fisher Scientific78440
BCA蛋白定量试剂盒Pierce23225
磷酸化β-catenin(Ser33/37/Thr41)抗体Cell Signaling Technology9561
GSK-3β抗体Cell Signaling Technology9315S
磷酸化GSK-3β抗体Cell Signaling Technology9331S
抗兔辣根过氧化物酶R&D SystemsHAF008
ECL Western blot检测试剂Lulong, Inc.ECL-500
氯硝柳胺Sigma--
Topcon KR8800自动验光仪Topcon--
角膜曲率计(OM-4)Topcon Corporation--
定制光学相干断层扫描仪----
共聚焦激光扫描显微镜(Fluoview 1000)Olympus--
APCMin小鼠The Jackson Laboratory002020

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
人血浆DKK-1检测
受试者纳入标准(屈光度、眼轴长度)、血浆分离条件(离心速度、时间、温度)、ELISA检测步骤
阅读提示:Methods: Human Subjects, Collection of Blood Samples and Measurement of DKK-1 Levels
FD近视小鼠模型构建
小鼠年龄(P30)、右眼遮盖时间(1,7,28天)、diffuser固定方式
阅读提示:Methods: Form-Deprivation Treatment and Biometric Measurements
药物干预
氯硝柳胺剂量(200 mg/kg)、给药频率(每日一次)、给药途径(口服灌胃)、给药周期(4周)
阅读提示:Methods: Drug Administration
蛋白表达检测
抗体及稀释比例(β-catenin 1:400, Dvl3 1:1000, APC 1:400/1:500等)、上样量(100 μg)、封闭液及时间
阅读提示:Methods: Immunofluorescence, Western Blot Analysis
眼部生物测量
测量指标(屈光度、CRC、ACD、LT、VCD、AL)、测量设备及条件
阅读提示:Methods: Form-Deprivation Treatment and Biometric Measurements