自噬诱导的NR2F1激活通过靶向STAT3促进晶状体上皮细胞凋亡并促进白内障相关纤维化

Autophagy-induced NR2F1 activation promotes the apoptosis of lens epithelial cells and facilitates cataract-associated fibrosis through targeting STAT3.

作者信息Hangjia Zuo, Xianyang Liu, Bingjing Lv, Ning Gao, Miaomiao Du, Xiang Gao, Yongguo Xiang, Rongxi Huang, Meiting Lin, Yakun Wang, Yonglin Chen, Hong Cheng, Tong Zhang, Shijie Zheng, Wenjuan Wan, Ke Hu
PMID40641526
期刊Genes Dis
发布时间2025-01-28
DOI10.1016/j.gendis.2025.101549

实验完整度

包括单细胞数据分析、ASC小鼠模型、TGF-β1诱导的细胞模型、AAV介导的体内敲低、体外敲低和过表达实验,以及功能验证和机制验证。

主要模型

SRA01/04细胞系 前囊下白内障(ASC)小鼠模型(C57BL/6J) HEK293T细胞(用于双荧光素酶实验)

重点核对

TGF-β1处理浓度和时间(10 ng/mL,48小时) NR2F1敲低效率(Sh-NR2F1-2) ASC模型诱导方法(角膜穿刺后7天) p-STAT3特异性抑制剂NSC 74859的处理方案

摘要

白内障是一种广泛流行的眼部病变,导致视力损害,并成为导致眼盲的主要原因之一。大量证据证实,上皮-间质转化是导致这种衰弱状况的主要致病因素之一。然而,其潜在机制仍不清楚。在本研究中,我们分析了单细胞数据,发现核受体亚家族2组F成员1(NR2F1/COUP-TFI)的mRNA表达在纤维细胞中显著低于上皮细胞。有趣的是,我们观察到在前囊下白内障小鼠模型和转化生长因子-β1(TGF-β1)处理的SRA01/04细胞中,NR2F1蛋白显著上调。此外,我们发现TGF-β1刺激破坏了自噬的平衡,导致SRA01/04细胞中NR2F1降解受损和蛋白水平升高。随后,在前囊下白内障小鼠前房注射NR2F1腺相关病毒后,纤维化的发展得到缓解。在体外,SRA01/04细胞中敲低NR2F1也减轻了TGF-β1诱导的上皮-间质转化。机制上,NR2F1蛋白直接与STAT3的启动子区域相互作用,并协调磷酸化STAT3(p-STAT3)的上调,从而通过JAK1/STAT3通路促进SRA01/04细胞的凋亡和迁移,导致上皮纤维化和白内障。此外,抑制p-STAT3明显减弱了SRA01/04细胞的凋亡和纤维化。总的来说,我们的研究为白内障提供了一个新的治疗靶点,并为白内障上皮-间质转化的潜在机制提供了见解。

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
NR2F1在TGF-β1诱导的晶状体上皮细胞上皮-间质转化(EMT)和白内障纤维化中的作用及机制是什么?
核心机制
TGF-β1扰乱自噬导致NR2F1蛋白降解受损而累积,NR2F1直接结合STAT3启动子并上调p-STAT3,通过JAK1/STAT3通路促进晶状体上皮细胞凋亡和迁移,从而促进EMT和纤维化。
主要证据
ASC小鼠模型和TGF-β1处理的SRA01/04细胞中NR2F1蛋白升高;AAV介导的NR2F1敲低减轻体内纤维化;体外敲低NR2F1降低EMT标志物表达并减弱迁移和凋亡;双荧光素酶实验证实NR2F1直接结合STAT3启动子。
研究意义
NR2F1可能成为治疗纤维化白内障的潜在治疗靶点,为白内障EMT机制提供新见解。

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

ASC小鼠模型建立与病理验证

建立前囊下白内障小鼠模型以模拟纤维化白内障的病理过程,并验证模型成功。

C57BL/6J小鼠通过角膜穿刺诱导ASC,7天后通过裂隙灯、HE染色、Masson染色、免疫荧光和Western blot验证纤维化、凋亡和NR2F1表达变化。

2

TGF-β1诱导的细胞模型建立

在体外建立TGF-β1诱导的晶状体上皮细胞纤维化模型,用于后续机制研究。

SRA01/04细胞用10 ng/mL TGF-β1处理48小时,检测形态变化和EMT标志物表达。

3

自噬功能与NR2F1蛋白表达关系分析

探讨TGF-β1引起的自噬功能障碍是否导致NR2F1蛋白降解受阻而累积。

使用氯喹抑制自噬,检测NR2F1蛋白水平;通过免疫荧光观察NR2F1与LC3B、P62的共定位。

4

NR2F1功能验证(体内和体外)

验证NR2F1在促进纤维化、凋亡和迁移中的作用。

通过AAV介导的体内敲低和慢病毒介导的体外敲低,评估对纤维化标志物、凋亡和迁移的影响。

5

机制验证:NR2F1与STAT3的相互作用

验证NR2F1是否直接结合STAT3启动子并调控其磷酸化。

JASPAR预测结合位点,双荧光素酶实验验证结合,Western blot检测p-STAT3表达,并使用p-STAT3抑制剂验证通路功能。

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Gibco--
胎牛血清Gibco--
转化生长因子-β1PeproTech--
氯喹TargetMol--
NSC 74859MCE--
NR2F1激动剂1MCE--
荧光显微镜Leica--
TRIzol试剂Roche--
逆转录预混液Accurate Biotechnology (Hunan) Co., Ltd.AG11705
SYBR Green qPCR预混液Accurate Biotechnology (Hunan) Co., Ltd.AG11708
ABI 7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液SolarbioR0020
快速封闭液(Western)Yeasen--
ECL化学发光试剂盒AffinityKF8001
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgG(H+L)Beyotime--
Cy3标记的驴抗山羊IgG(H+L)Beyotime--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚----
24孔Transwell板Corning, Inc.--
脂质体2000转染试剂Invitrogen--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Yeasen--

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
细胞培养与处理
SRA01/04细胞系来源、TGF-β1浓度(10 ng/mL)和处理时间(48小时)、氯喹浓度(5-80 μM)、NSC 74859处理时间(TGF-β1前24小时)、NR2F1激动剂浓度(0.5或1 μM)
阅读提示:Methods and materials: Cell culture and treatment
慢病毒转导
细胞数量(2×10^5)、MOI(45)、感染时间(6小时)、嘌呤霉素筛选浓度(2 μg/mL)
阅读提示:Methods and materials: Lentiviral cell transduction
ASC小鼠模型
小鼠品系和年龄(C57BL/6J,8周龄)、角膜穿刺深度(约1 mm)、观察时间点(第7天)
阅读提示:Methods and materials: ASC model
体内AAV注射
AAV类型(AAV-NC或AAV-NR2F1)、注射方式(前房注射)、注射后等待时间(2周)
阅读提示:Methods and materials: Adeno-associated virus injection
Western blot
抗体信息(Table S1)、蛋白上样量、转膜条件、封闭和抗体孵育条件
阅读提示:Methods and materials: Western blot; Supplementary Table S1
RT-qPCR
RNA提取方法、逆转录和qPCR试剂盒、内参基因(β-actin)、引物序列
阅读提示:Methods and materials: Real-time quantitative PCR