抑制热休克蛋白B8通过抑制自噬缓解小鼠轴突损伤中的视网膜功能障碍和神经节细胞丢失

Inhibition of Heat Shock Protein B8 Alleviates Retinal Dysfunction and Ganglion Cells Loss Via Autophagy Suppression in Mouse Axonal Damage

作者信息Feijia Xie, Zongyuan Li, Ning Yang, Jiayi Yang, Dihao Hua, Jinyuan Luo, Tao He, Yiqiao Xing
PMID35758906
发布时间2022-06-01
DOI10.1167/iovs.63.6.28

实验完整度

包含体内动物模型(ONC)、分子机制验证(Western blot、免疫荧光、TEM)、功能学检测(ff-ERG、OMR)以及药物干预(3MA、Rapa),证据层级独立且包含功能与机制验证。

主要模型

视神经挤压(ONC)小鼠模型 C57BL/6J小鼠

重点核对

AAV2-shHspB8靶向序列及敲低效率(Western blot验证) ONC后不同时间点(3、5、7天)RGCs存活率变化 3MA和Rapa的浓度及给药方式(1 µL 50 mM 3MA,1 µL 1 mM Rapa,均于ONC前玻璃体腔注射) ff-ERG和OMR检测条件(如暗适应时间、刺激光强度等) 自噬水平指标(LC3II/LC3I比值、p62水平)

摘要

目的:热休克蛋白B8(HspB8)在许多病理过程中可迅速上调,但其在创伤性视神经病变中的作用尚不清楚。在本研究中,我们利用视神经挤压(ONC)模型探讨了自噬在HspB8效应中的作用。方法:雄性C57BL/6J小鼠经玻璃体腔注射重组腺相关病毒2型(AAV2-shHspB8或AAV2-GFP),随后用自闭合镊子进行ONC。使用Western blot和免疫组织化学染色评估HspB8的表达。我们进行视网膜铺片免疫荧光检测视网膜神经节细胞(RGCs)的数量,并使用全视野闪光视网膜电图(ff-ERG)和视动反应(OMR)评估视网膜功能。通过Western blot、免疫组织化学染色和透射电子显微镜(TEM)图像反映自噬水平。我们还应用3-甲基腺嘌呤(3MA)和雷帕霉素(Rapa)来调节视神经损伤中的自噬水平。结果:ONC刺激HspB8表达。ONC引起的RGCs和ff-ERG b波振幅的下降可通过HspB8下调得到缓解。观察到ONC后自噬活性增加;然而,这种变化可通过玻璃体腔注射AAV2-shHspB8逆转。此外,自噬抑制剂3MA的应用具有与AAV2-shHspB8相同的神经保护作用,如ff-ERG和RGCs数量所示。同时,AAV2-shHspB8的保护作用被自噬激活剂Rapa削弱。结论:抑制小鼠视神经损伤中的HspB8具有神经保护作用,这可能源于其对自噬的下调。关键词:热休克蛋白B8,视网膜神经节细胞,视网膜电图,自噬,神经保护

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
HspB8在视神经挤压损伤中是否影响视网膜神经节细胞存活和功能,其作用是否通过自噬调节介导。
核心机制
抑制HspB8通过下调自噬水平来发挥神经保护作用,从而减轻RGCs丢失和功能障碍。
主要证据
ONC后HspB8表达上调、自噬激活,而AAV2-shHspB8敲低HspB8可降低自噬水平、提高RGCs存活率并改善ff-ERG b波振幅;3MA模拟其保护作用,Rapa则逆转其保护效应,支持自噬抑制是关键机制。
研究意义
研究为轴突变性提供神经保护治疗的潜在方向,强调HspB8和自噬在视觉系统中的作用。

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

建立ONC模型及HspB8表达检测

验证ONC诱导的RGCs损伤和HspB8表达动态变化

对C57BL/6J小鼠施行ONC,通过Western blot和免疫荧光检测HspB8表达,视网膜铺片染色Brn3a计数RGCs。

2

AAV2-shHspB8敲低HspB8

验证HspB8敲低对RGCs存活和视网膜功能的影响

玻璃体腔注射AAV2-shHspB8或AAV2-GFP,4周后评估HspB8表达水平、RGCs数量、ff-ERG和OMR。

3

检测自噬水平

验证ONC是否诱导自噬以及HspB8敲低对自噬的影响

Western blot检测LC3II/LC3I比值和p62水平,免疫荧光观察LC3和p62分布及点状聚集,TEM观察自噬溶酶体等亚细胞结构。

4

药物干预自噬

验证自噬抑制是否模拟HspB8敲低的保护作用,自噬激活是否逆转其保护作用

在ONC前玻璃体腔注射3MA或Rapa,评估RGCs存活率、ff-ERG和自噬指标。

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
AAV2-shHspB8Shanghai Genechem Co., Ltd.GV478
AAV2-GFPShanghai Genechem Co., Ltd.GV478
3-甲基腺嘌呤MedChemExpress--
雷帕霉素MedChemExpress--
HspB8抗体Cell Signaling Technology3059
LC3B抗体Cell Signaling Technology3868S
p62抗体Cell Signaling Technology23214S
GAPDH抗体ServicebioGB11002
BCA蛋白定量试剂盒文中未明确说明--
PVDF膜文中未明确说明--
增强化学发光底物试剂盒Biosharp--
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
预染蛋白markerServicebio--
Brn3a抗体Synaptic Systems411003
Alexa Fluor 594荧光染料Jackson ImmunoResearch Labs705-585-147
荧光显微镜OlympusBX51
虚拟视动系统文中未明确说明--
OCT包埋剂Sakura Finetek USA--
冷冻切片机Leica--
抗GFP抗体MilliporeSigmaab10145
Alexa Fluor 488荧光染料Jackson ImmunoResearch Labs711-545-152
DAPI染料文中未明确说明--
共聚焦激光扫描显微镜OlympusFV1200
Epon-Araldite树脂Ted Pella Inc.18030
超薄切片机LeicaEM
醋酸铀文中未明确说明--
柠檬酸铅文中未明确说明--
透射电子显微镜JEOLJEM-1230
TUNEL检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
Alexa Fluor 647荧光染料AntGeneANT032
Nanoject III纳升注射器Drummond Scientific Company--
玻璃微电极拉制仪Narishige Scientific Instrument Lab--
杜蒙镊子Electron Microscopy Sciences--

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄,ONC压迫位置和时间,麻醉剂量,术后处理
阅读提示:Materials and Methods 的 Animal Model of ONC
基因敲低
AAV2-shHspB8和AAV2-GFP的滴度、注射体积和时机,敲低效率确认
阅读提示:Materials and Methods 的 Recombination of AAV2 Vector、Intravitreal Injection 和 Results 的相关图注
自噬调节
3MA和Rapa的浓度、给药途径、时间和溶剂
阅读提示:Materials and Methods 的 Intravitreal Injection
功能学检测
ff-ERG的暗适应时间、刺激强度系列、记录电极放置;OMR的暗适应时间、空间频率范围
阅读提示:Materials and Methods 的 Scotopic Full-Field Flash Electroretinogram、Optomotor Response
自噬评估
LC3和p62的抗体来源、稀释比例,TEM样本处理流程
阅读提示:Materials and Methods 的 Western Blot、Cryosection Immunofluorescent Staining、Transmission Electron Microscope