重组Hsp90α对角膜上皮损伤的治疗作用

The Therapeutic Roles of Recombinant Hsp90α on Cornea Epithelial Injury

作者信息Mingli Wang, Jialin Hu, Junwei Qu, Huili Huang, Jing Zhang, Jun Zhang, Hui Li, Xiukun Cui, Fengyan Zhang, Meng Yue Hu, Jing Li, Yanzhong Hu
PMID35201262
发布时间2022-02-01
DOI10.1167/iovs.63.2.30

实验完整度

高

包含体内小鼠角膜损伤模型、体外HCEC细胞实验,以及分子机制验证(LRP-1-AKT通路),并通过抑制剂干预验证功能。

主要模型

小鼠角膜损伤模型(C57BL/6N雄性小鼠) 人角膜上皮细胞系(HCEC)

重点核对

C57BL/6N雄性小鼠,8周龄,角膜中央清创 重组GST-Hsp90α给药浓度15 µM,每日3次 体外HCEC细胞系培养条件(DMEM/F12,10% FBS) AKT抑制剂LY294002使用浓度(体外10 µM,体内500 µM)

摘要

目的:本研究旨在探讨热休克蛋白90(Hsp90)在角膜上皮损伤愈合中的作用。方法:使用algerbrush II刀片对C57BL/6N雄性小鼠右眼角膜中央进行清创。损伤区域通过荧光素钠染色确定,并用Image-J测量。蛋白质表达使用免疫印迹、ELISA和免疫组化测定。mRNA表达通过定量PCR测量。结果:Hsp90α在小鼠角膜损伤后愈合过程中,在mRNA和蛋白质水平均上调,并分泌到角膜基质和泪膜中。这种上调与HSF1的激活相关。给予重组外源性Hsp90α(eHsp90α)加速了受损角膜上皮的伤口愈合。eHsp90α与角膜上皮细胞上的低密度脂蛋白受体相关蛋白-1(LRP-1)结合,并增加AKT在S473位的磷酸化,这与角膜上皮细胞在体外或体内的增殖和迁移相关。用其抑制剂LY294002抑制AKT,可消除eHsp90α诱导的角膜上皮细胞迁移和增殖。结论:Hsp90α在角膜损伤后上调并分泌,促进愈合过程。重组Hsp90α可能成为角膜损伤的有前景的治疗候选药物。

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
Hsp90α在角膜上皮损伤愈合中的表达、分泌及其治疗作用是什么?
核心机制
角膜损伤后,HSF1激活,上调Hsp90α表达并分泌至细胞外,eHsp90α通过与LRP-1结合激活AKT通路,促进角膜上皮细胞增殖和迁移。
主要证据
小鼠角膜损伤模型和HCEC细胞实验显示,Hsp90α在mRNA和蛋白水平上调并分泌;重组eHsp90α可加速伤口愈合,且与LRP-1共定位并激活AKT磷酸化;AKT抑制剂LY294002可消除eHsp90α的促增殖和迁移作用。
研究意义
重组Hsp90α可能成为角膜损伤治疗的候选药物。

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

建立小鼠角膜损伤模型

研究角膜上皮损伤后的愈合过程及Hsp90α的作用

使用C57BL/6N雄性小鼠,在右眼角膜中央用algerbrush II刀片进行清创,左眼作为未损伤对照。

2

检测Hsp90α表达与分泌

观察损伤后Hsp90α在角膜组织和泪液中的表达变化

通过免疫印迹、免疫荧光、qPCR检测角膜组织中Hsp90α表达,通过免疫印迹和ELISA检测泪液中eHsp90α分泌。

3

评估重组Hsp90α体内治疗效果

验证外源性Hsp90α是否能促进角膜上皮愈合

对损伤角膜给予PBS、GST或GST-Hsp90α滴眼液,通过荧光素染色和H&E染色评估愈合速度和上皮厚度。

4

验证重组Hsp90α对细胞功能的影响

确定eHsp90α在体外是否促进角膜上皮细胞增殖和迁移

使用HCEC细胞,进行MTS和EdU实验检测增殖,划痕实验检测迁移。

5

探究分子机制

确定eHsp90α是否通过LRP-1-AKT通路发挥功能

通过免疫荧光观察GST-Hsp90α与LRP-1共定位,免疫印迹检测AKT磷酸化水平,并使用AKT抑制剂LY294002验证通路依赖性。

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
抗Hsp90α抗体Becton, Dickinson and Company610419
抗Hsp70抗体EnzoADI-SPA-810-F
抗Hsp40抗体Proteintech13174-1
抗GST抗体Proteintech66001-2
抗Hsp25/27抗体CST95357S
抗HSF1抗体CST12972S
抗Ki67抗体CST0129S
抗磷酸化S473-AKT抗体CST4060S
抗磷酸化S326-HSF1抗体Abcamab76076
抗CK12抗体Abcamab185627
抗LRP-1抗体ABclonalA0633
抗AKT抗体ABclonalA18675
抗β-actin抗体ABclonalAC004
HRP标记山羊抗兔IgGInvitrogen31460
HRP标记山羊抗小鼠IgGInvitrogen31430
Alexa Fluor 594标记山羊抗小鼠InvitrogenA11005
Alexa Fluor 488标记山羊抗兔InvitrogenA11008
Alexa Fluor 488标记山羊抗小鼠InvitrogenA11001
GST纯化柱BBI Life SciencesC600913
Algerbrush II刀片--081418C
荧光素钠Tianjin Jingming Technological Development Company--
BCA蛋白定量试剂盒CWBIOCW00145
DMEM/F12培养基Corning10-092-CV
胎牛血清Gibco16000-044
人胰岛素SigmaI2643
人重组表皮生长因子SigmaE9644
TMB底物SolarbioPR1210
RNAiso试剂Takara--
SYBR Green预混液Roche--
ABI 7500系统Applied Biosystems--
EdU掺入染色试剂盒KeyGEN BioTECHKGA331-100
MTS试剂Promega--
尼康A1R+STORM共聚焦显微镜NIKON--

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
小鼠角膜损伤模型
小鼠品系、年龄、性别、麻醉方式、损伤工具、损伤部位
阅读提示:Materials and Methods - Corneal Epithelial Debridement Wounds
重组蛋白给药
给药剂量、给药频率、给药途径、对照组设置
阅读提示:Materials and Methods - Corneal Epithelial Debridement Wounds
HCEC细胞培养
细胞系来源、培养条件(培养基、血清、添加剂)、培养环境
阅读提示:Materials and Methods - HCEC Line Culture
细胞增殖检测
细胞接种密度、处理浓度、处理时间、检测方法(MTS或EdU)
阅读提示:Materials and Methods - Cell Proliferation Assay
细胞迁移检测
细胞融合度、划痕工具、处理浓度、处理时间、统计方法
阅读提示:Materials and Methods - Cell Migration Assay
信号通路抑制
抑制剂名称及给药浓度(LY294002)、处理方式
阅读提示:Materials and Methods - Cell Proliferation Assay, Cell Migration Assay, and Results section