RO4929097,一种选择性γ-分泌酶抑制剂,通过抑制Notch和ERK1/2信号在激光诱导小鼠模型中抑制视网膜下纤维化

RO4929097, a Selective γ-Secretase Inhibitor, Inhibits Subretinal Fibrosis Via Suppressing Notch and ERK1/2 Signaling in Laser-Induced Mouse Model

作者信息Chaoyang Zhang, Shiyue Qin, Hai Xie, Qinghua Qiu, Haiyan Wang, Jingting Zhang, Dawei Luo, Jingfa Zhang
PMID36155746
发布时间2022-09-01
DOI10.1167/iovs.63.10.14

实验完整度

包含激光诱导CNV小鼠模型体内实验、ARPE-19和原代人RPE细胞体外实验,并进行了功能验证和机制验证(Notch、ERK1/2、Smad2/3)。

主要模型

激光诱导CNV小鼠模型(C57BL/6J,7周龄和13月龄) ARPE-19细胞系 原代人RPE(phRPE)细胞

重点核对

RO剂量:100 μM,1 μL玻璃体内注射 TGFβ1浓度:10 ng/mL处理RPE细胞 RO处理浓度:10-80 μM(体外) 检测时间点:激光诱导后第3、7、14天 动物品系和年龄:C57BL/6J小鼠,7周龄和13月龄

摘要

目的:本研究旨在探讨RO4929097(RO),一种特异性γ-分泌酶抑制剂,是否能抑制激光诱导小鼠模型中的视网膜下纤维化及其相关分子机制。方法:使用雄性C57BL/6J小鼠通过激光光凝产生脉络膜新生血管(CNV)和视网膜下纤维化,RO在激光诱导后1天玻璃体内注射。在2D和3D构建中测量并量化CNV和视网膜下纤维化的大小。用TGFβ1处理ARPE-19细胞系和人原代RPE(phRPE)细胞,联合或不联合RO,以检查Notch相关分子、上皮间质转化(EMT)、细胞活力、迁移和收缩功能,以及Notch与其他EMT相关信号通路之间的串扰。结果:玻璃体内注射RO在激光诱导后第7天和第14天减少了激光诱导的年轻和年老小鼠中CNV和视网膜下纤维化的大小。此外,RO显著减弱了激光诱导小鼠RPE-脉络膜复合物中的EMT和Notch激活。在体外,TGFβ1激活了ARPE-19细胞中的Notch信号并诱导EMT,伴随EMT相关功能增强,这些均被RO抑制。RO对EMT的抑制作用在TGFβ1处理的phRPE细胞中得到进一步证实。RO阻断Notch信号可抑制ERK1/2信号;而ERK1/2抑制对Notch无影响。RO的作用不依赖于Smad2/3或p38,且Notch和Smad2/3的共抑制对EMT抑制显示出协同效应。结论:RO通过直接抑制Notch信号和间接抑制ERK1/2信号发挥其抗纤维化作用。靶向Notch信号可能为新生血管性年龄相关性黄斑变性(nAMD)中视网膜下纤维化的预防和治疗提供一种治疗策略。

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
RO4929097能否抑制激光诱导小鼠模型中的视网膜下纤维化,其分子机制是否涉及Notch和ERK1/2信号通路?
核心机制
RO通过直接抑制Notch信号,并间接抑制ERK1/2信号,从而抑制RPE细胞的EMT,减轻视网膜下纤维化。Notch与Smad2/3通路相互独立,联合抑制具有协同效应。
主要证据
体内:RO玻璃体内注射减少激光诱导小鼠CNV和视网膜下纤维化面积和体积,并降低RPE-脉络膜复合物中NICD和presenilin1水平。体外:RO抑制TGFβ1诱导的ARPE-19和phRPE细胞的EMT,包括下调纤维化标志物、恢复ZO-1、抑制细胞迁移和收缩;RO抑制Notch激活和ERK1/2磷酸化。
研究意义
靶向Notch信号可能为nAMD及其他纤维血管疾病的视网膜下纤维化预防和治疗提供新的治疗策略。

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

激光诱导CNV及视网膜下纤维化模型建立与RO处理

建立CNV和视网膜下纤维化模型并评估RO的体内治疗效果

使用532nm激光光凝诱导C57BL/6J小鼠产生CNV和视网膜下纤维化,激光诱导后1天玻璃体内注射RO或对照,在第3、7、14天取材检测。

2

CNV和视网膜下纤维化大小定量

比较RO处理组与对照组CNV和纤维化病变的大小

通过IB4和Collagen I免疫荧光染色,利用共聚焦显微镜获取z-stack,使用ImageJ软件进行3D重建和体积/面积定量。

3

动物模型中的EMT和Notch信号检测

验证EMT参与视网膜下纤维化,并检测RO对Notch信号的影响

免疫荧光观察RPE65、α-SMA和fibronectin共定位;Western blot检测RPE-脉络膜复合物中NICD和presenilin1的表达。

4

体外EMT模型建立及RO处理

评估RO对TGFβ1诱导的RPE细胞EMT的抑制作用

用TGFβ1(10 ng/mL)处理ARPE-19或phRPE细胞,联合不同浓度RO(10-80 μM)孵育48小时,检测EMT标志物表达、细胞形态和功能。

5

EMT相关细胞功能检测

验证RO对TGFβ1诱导的细胞活力、迁移和收缩能力的影响

采用MTT法检测细胞活力,Transwell迁移和划痕实验检测迁移,胶原凝胶收缩实验检测收缩功能。

6

机制通路研究

阐明RO抑制EMT的分子机制,包括Notch与ERK1/2、Smad2/3、p38的关系

Western blot检测TGFβ1处理后Notch相关分子、ERK1/2、Smad2/3、p38的磷酸化水平;使用U0126、SB431542、Adezmapimod等抑制剂处理。

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
RO4929097SelleckS1575
DAPTSelleckS2215
U0126-EtOHSelleckS1102
SB431542SelleckS1067
AdezmapimodSelleckS1076
重组TGFβ1ThermoFisherPHG9214
DMEM/F12培养基HyClone11330-032
胎牛血清Yeasen40130ES76
青霉素/链霉素Yeasen60162ES76
RIPA裂解液Yeasen20101ES60
BCA蛋白定量试剂盒Yeasen20201ES76
MTTYeasen40201ES72
结晶紫染色液Yeasen60506ES60
抗Jag1抗体Abcamab7771
抗p-Smad2/3抗体Cell Signaling Technology8828
抗Smad2/3抗体Cell Signaling Technology8685
抗Notch1抗体Cell Signaling Technology3608
抗NICD抗体Cell Signaling Technology4147
抗DLL4抗体Cell Signaling Technology2589
抗Hes1抗体Cell Signaling Technology11988
γ分泌酶抗体套装Cell Signaling Technology5887
抗p-ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology9107
抗p-p38抗体Cell Signaling Technology9216
抗p38抗体Cell Signaling Technology9212
抗纤连蛋白抗体Proteintech15613-1-AP
抗I型胶原抗体Abcamab34710
抗α-SMA抗体Abcamab7817
抗ZO-1抗体Invitrogen61-7300
抗RPE-65抗体Abcamab13826
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
TRIeasy LS总RNA提取试剂Yeasen19201ES60
cDNA合成预混液Yeasen11120ES60
SYBR Green预混液Yeasen11201ES03
Bio-Rad CFX Manager 2.1 检测系统Bio-Rad--
532nm激光Carl Zeiss Meditec--
Leica SP8共聚焦显微镜Leica--
Leica DMI3000显微镜Leica--
Odyssey红外成像系统LICOR Biosciences--
Quantity One软件Bio-Rad--
共聚焦显微镜LSM 710Carl Zeiss--
ImageJ软件National Institutes of Health--
GraphPad Prism 8.0GraphPad Software--

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
激光诱导CNV模型
小鼠品系、年龄、性别;激光参数(波长、功率、持续时间、光斑数量);激光诱导后给药时间点;RO剂量和注射体积
阅读提示:Methods: Laser-Induced CNV Model and Animal Treatment
体内RO处理
RO浓度(100 μM)、注射体积(1 μL)、对照组(1% DMSO/PBS)
阅读提示:Methods: Laser-Induced CNV Model and Animal Treatment
体外EMT模型
细胞系(ARPE-19、phRPE)及培养条件;TGFβ1浓度(10 ng/mL);RO浓度梯度(10-80 μM);处理时间(48小时);血清饥饿时间(12小时)
阅读提示:Methods: Cell Culture
功能检测
MTT实验的RO浓度和处理时间;Transwell迁移实验的细胞数、孔径、孵育时间;划痕实验的伤口宽度、测量时间点;胶原凝胶收缩实验的胶原浓度、细胞密度、凝胶形成时间
阅读提示:Methods: Scratch Assay, Transwell Migration Assay, Gel Contraction Assay
机制研究
抑制剂浓度(U0126、SB431542、Adezmapimod为10 μM);预处理时间(1小时);检测时间点(Notch相关分子在12小时,ERK1/2在12小时,Smad2/3、p38在1小时)
阅读提示:Methods: Cell Culture, Results section 'RO Suppressed ERK1/2...'