降钙素基因相关肽对实验性干眼模型中角膜上皮屏障的保护作用

Protective Effect of Calcitonin Gene-Related Peptide on Corneal Epithelial Barrier in Experimental Dry Eye Models

作者信息Jintao Shi, Huan He, Aolin Liu, Wanling He, Hongwei Yan, Yi Liao, Wei Li, Huping Wu, Rongrong Zong, Jia Yin, Zhirong Lin
PMID42657999
发布时间2026-08-03
DOI10.1167/iovs.67.10.65

实验完整度

研究包含体内小鼠模型和体外细胞模型两个独立证据层级,并通过功能验证(屏障功能测定)和机制验证(Western blot、免疫荧光检测信号通路)明确验证了CGRP的保护作用。

主要模型

BAC诱导的干眼小鼠模型 高渗应激的人角膜上皮转化细胞(HCE-T)模型

重点核对

BAC浓度为0.05%,每天两次,处理4或7天 CGRP给药浓度为50 µM,每天三次,处理4天 体外高渗培养基为500 mOsm,CGRP浓度为10−6 M,处理24小时 CGRP受体表达变化(CRLR、RAMP-1、CRCP)和信号通路分子p-PKACα、p-CREB、p-p65

摘要

目的:研究降钙素基因相关肽(CGRP)在干眼病(DED)角膜上皮屏障功能障碍中的作用。方法:采用苯扎氯铵(BAC)诱导的小鼠干眼模型和高渗应激的人角膜上皮转化细胞(HCE-T)。通过全mount染色和Western blot评估角膜神经密度和CGRP表达。通过定量实时PCR和免疫荧光评估CGRP受体组分,包括CRLR、RAMP-1和CRCP。小鼠接受局部CGRP溶液(50 µM)治疗4天。通过Oregon Green Dextran(OGD)染色和跨上皮电阻(TEER)分析屏障功能。通过免疫荧光、qPCR和Western blot检查紧密连接蛋白、炎症标志物和PKA/CREB/NF-κB信号通路。结果:BAC暴露导致显著的角膜神经损伤(P < 0.05)和CGRP水平降低(P < 0.001),伴随CGRP受体组分(CRLR、RAMP-1、CRCP)上调(P < 0.05)。外源性CGRP治疗恢复了角膜上皮屏障功能,表现为OGD染色强度降低(P < 0.001)和TEER改善(P < 0.001),同时维持紧密连接蛋白的定位。机制上,CGRP增加p-PKACα(T197)/PKACα和p-CREB(S133)/CREB(P < 0.01),同时降低p-p65和IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-9(P < 0.01)。这些效应在BAC诱导的DED小鼠和高渗应激的人角膜上皮细胞中均观察到,表明CGRP在屏障修复和抗炎保护中发挥双重机制。结论:CGRP缺乏和受体上调可能参与DED的病理过程。外源性CGRP改善角膜屏障功能障碍,这与PKA/CREB和NF-κB通路的调节有关。关键词:干眼病,角膜上皮屏障,CGRP,p65,PKA/CREB通路

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
探讨CGRP在干眼病角膜上皮屏障功能障碍中的作用及其潜在机制。
核心机制
CGRP缺乏和受体上调可能参与DED病理过程,外源性CGRP通过激活PKA/CREB通路和抑制NF-κB信号,减少炎症因子表达,从而保护角膜上皮屏障功能。
主要证据
在BAC诱导的小鼠干眼模型和高渗应激的HCE-T细胞中,CGRP治疗降低了OGD染色强度,提高TEER,增加紧密连接蛋白表达,同时增加p-PKACα和p-CREB水平,降低p-p65和炎性因子(IL-1β、TNF-α、IL-6、MMP-9)。
研究意义
该研究为基于神经肽的DED治疗策略的制定提供了临床前证据,暗示CGRP可作为DED的潜在治疗靶点。

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

建立干眼模型并评估CGRP及相关变化

在BAC诱导的小鼠干眼模型和高渗应激的HCE-T细胞中,验证模型建立并检测CGRP表达及受体变化。

使用0.05% BAC滴眼诱导小鼠干眼模型,持续4或7天;使用高渗培养基(500 mOsm)处理HCE-T细胞。通过角膜荧光素钠染色、酚红棉线试验、角膜敏感度测定、PAS染色评估模型,并通过whole-mount染色和Western blot检测CGRP水平,利用qPCR和免疫荧光检测CGRP受体组分。

2

评估外源性CGRP对屏障功能的影响

在BAC诱导的干眼小鼠和高渗应激的HCE-T细胞中,检验外源性CGRP是否改善角膜上皮屏障功能障碍。

对BAC诱导的小鼠给予局部CGRP(50 µM)或PBS处理,通过OGD染色评估角膜屏障功能,并通过TEER检测体外细胞的屏障功能。同时,分析紧密连接蛋白(ZO-1、occludin、E-cadherin)的表达和分布。

3

探讨CGRP作用的信号机制

在体外和体内模型中,验证CGRP是否通过PKA/CREB和NF-κB通路发挥屏障保护作用。

在体外高渗应激的HCE-T细胞中,用CGRP处理30分钟后,利用Western blot检测p-PKACα、p-CREB和p-p65水平,通过免疫荧光观察p65核转位,并通过qPCR检测炎性因子(IL-1β、TNF-α、IL-6、MMP-9)mRNA表达。在BAC诱导的干眼小鼠中,同样检测这些指标。

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
苯扎氯铵----
α-降钙素基因相关肽MedChemExpressHY-P0203
Oregon Green葡聚糖,70,000 MWThermo Fisher ScientificD7172
DMEM/F12培养基Gibco--
胎牛血清MedChemExpress--
青霉素/链霉素BioSharp--
重组人表皮生长因子Gibco--
抗β3-微管蛋白Alexa Fluor 488Thermo Fisher Scientific53-4510-82
抗ZO-1Thermo Fisher Scientific33-9100
Alexa Fluor 488山羊抗小鼠IgG H&LThermo Fisher ScientificA11001
Alexa Fluor 568山羊抗兔IgG H&LThermo Fisher ScientificA11011
DAPI染色液ABclonal Technology--
RIPA裂解缓冲液----
Halt蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物----
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜----
牛血清白蛋白----
吐温-20----
抗α-CGRP抗体Cell Signaling Technology14959S
抗PKACα抗体ABclonal TechnologyA18603
抗p-PKACα-T197抗体ABclonal TechnologyAP0557
抗CREB抗体Proteintech12208-1-AP
抗p-CREB-S133抗体Proteintech28792-1-AP
抗p65抗体Proteintech10745-1-AP
抗p-p65抗体Proteintech80379-2-RR
HRP偶联IgG抗体----
Molecular Imager ChemiDoc XRS成像系统Bio-Rad Laboratories--
OCT包埋剂Sakura Finetek USA4583
抗RAMP-1抗体ABclonal TechnologyA6447
抗occludin抗体AbclonalA25320
抗E-钙黏蛋白抗体ABclonal TechnologyA22333
TRIzol试剂----
氯仿----
Transwell板Labselect; Beijing Labgic Technology Co.14311
TEER测量仪Beijing Daxiang BiotechMT100111
GraphPad Prism 8GraphPad 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
干眼模型建立
BAC浓度及给药方案(0.05%,5µL每天两次)、处理持续时间(4天或7天)、小鼠品系(雌性C57BL/6J,8-10周龄)、环境条件(温度22-26℃,湿度60%±10%,光暗周期12小时)
阅读提示:Methods - Animal Model
CGRP干预
CGRP浓度(50 µM)、给药次数(每天三次)、给药时长(4天)、给药体积(5µL)、对照组(PBS)
阅读提示:Methods - Animal Model
屏障功能评估
OGD浓度(50 mg/mL)、染色时间(1分钟)、清洗条件(5次PBS);TEER测量使用Transwell板和背景电阻校正
阅读提示:Methods - Corneal Oregon Green Dextran Staining; Methods - Transepithelial Electrical Resistance Detection
细胞实验
HCE-T细胞培养条件(培养基、FBS浓度、EGF浓度等)、高渗应激条件(500 mOsm)、CGRP处理浓度(10−6 M)和处理时间(24小时)
阅读提示:Methods - Cell Culture
信号通路检测
处理时间点(30分钟)用于检测磷酸化蛋白、抗体使用和稀释比例、qPCR引物序列
阅读提示:Methods - Western Blotting; Methods - Immunofluorescence Staining; Methods - RNA Extraction and Real-Time PCR