糖尿病视网膜前膜中巨噬细胞相关的促纤维化程序及法瑞西单抗对其的调节

Macrophage-Associated Profibrotic Programs in Diabetic Epiretinal Membrane and Their Modulation by Faricimab

作者信息Soo Young Lee, Do Eon Kim, Ahreum Kim, Hyunmi Kim, Soo Jin Kim, Junyeop Lee
PMID42910809
发布时间2026-10-01
DOI10.1167/iovs.67.12.51

实验完整度

高

包含人ERM标本免疫组化、THP-1体外模型、公共转录组分析及胶原凝胶收缩功能验证,具备多层级证据和功能验证。

主要模型

人视网膜前膜(ERM)手术标本 PMA刺激的THP-1衍生巨噬细胞 公共人纤维血管膜转录组数据集(GSE60436) NIH-3T3小鼠胚胎成纤维细胞胶原凝胶收缩模型

重点核对

ERM标本分组:非糖尿病、糖尿病无DR、糖尿病伴NPDR THP-1细胞以8×10⁵细胞/35-mm培养皿接种,PMA 100 ng/mL刺激24小时 法瑞西单抗浓度:100 pg/mL、100 ng/mL、100 µg/mL Western blot使用n=3生物学重复,磷酸化蛋白以总蛋白归一化 胶原凝胶收缩实验:条件培养基处理48小时,TGF-β1 5 ng/mL作为阳性对照

摘要

目的:糖尿病视网膜疾病中视网膜前膜(ERM)的形成常与炎症和纤维化相关;然而,其潜在的细胞机制尚未完全明确。我们研究了巨噬细胞相关的促纤维化程序是否参与糖尿病ERM的形成,以及这些通路是否受法瑞西单抗(一种双重血管生成素-2(Ang2)和血管内皮生长因子A(VEGFA)抑制剂)的调节。方法:通过免疫组织化学分析玻璃体切除术中获得的人ERM标本,以评估巨噬细胞浸润,包括表达Tie2的亚群。使用PMA刺激的THP-1衍生巨噬细胞经法瑞西单抗处理,随后对炎症、促纤维化和细胞外基质相关基因进行定量实时PCR分析,以评估巨噬细胞相关的炎症和促纤维化反应。分析来自人纤维血管膜的公开转录组数据集,以检查纤维化相关基因程序的协同激活。结果:与非糖尿病ERM相比,糖尿病视网膜病变(DR)患者的ERM显示出巨噬细胞浸润增加和表达Tie2的巨噬细胞富集。体外实验中,PMA诱导的巨噬细胞分化显著上调炎症和促纤维化介质,包括TGF-β1、IL-10、IL-1RN和CD163。法瑞西单抗以浓度依赖性方式减弱这些基因的表达,其中对TGF-β1的抑制尤为显著。法瑞西单抗还降低了促纤维化和细胞外基质相关基因的表达,包括ACTA2、纤连蛋白、MMP2和MMP9。转录组分析显示纤维血管膜中纤维化相关基因网络协同上调,ACTA2表达增加。结论:巨噬细胞相关的促纤维化程序与糖尿病视网膜疾病中ERM的形成相关。法瑞西单抗调节巨噬细胞极化和纤维化基因表达,为观察到的双重Ang2和VEGFA抑制的抗纤维化效应提供了潜在的生物学背景。

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
巨噬细胞相关的促纤维化程序是否参与糖尿病视网膜疾病中ERM的形成,以及法瑞西单抗是否调节这些通路。
核心机制
糖尿病ERM中巨噬细胞(包括Tie2+亚群)浸润增加,并表现出促纤维化转录程序;法瑞西单抗可减弱巨噬细胞相关的炎症和促纤维化基因表达,并与Ang2–Tie2/MAPK/Erk信号改变相关,但未建立因果或受体特异性机制。
主要证据
人ERM免疫组化显示糖尿病尤其NPDR标本中CD14+和Tie2+巨噬细胞增加;THP-1衍生巨噬细胞中法瑞西单抗浓度依赖性抑制TGF-β1、CD163、IL-10、IL-1RN及ACTA2、纤连蛋白、MMP2、MMP9表达;公共纤维血管膜转录组显示纤维化基因网络协同激活和ACTA2表达增加;胶原凝胶收缩实验显示法瑞西单抗处理巨噬细胞的条件培养基减少成纤维细胞介导的收缩。
研究意义
研究提示巨噬细胞相关的促纤维化程序与糖尿病ERM形成相关,法瑞西单抗对巨噬细胞极化和纤维化基因表达的调节为双重Ang2和VEGFA抑制观察到的抗纤维化效应提供了潜在的生物学背景。

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

人ERM标本采集与免疫组化分析

评估糖尿病与非糖尿病ERM中巨噬细胞浸润及Tie2+亚群的分布差异。

玻璃体切除术中获取ERM标本,进行CD14、Tie2和αSMA免疫荧光染色,半定量分级并计数纤维化中心和外周区域的Tie2+巨噬细胞。

2

THP-1体外巨噬细胞分化与法瑞西单抗处理

验证法瑞西单抗对巨噬细胞相关炎症和促纤维化基因表达的调节作用。

THP-1细胞经法瑞西单抗预处理后,用PMA诱导分化为巨噬细胞,通过qPCR检测TGF-β1、CD163、IL-10、IL-1RN、ACTA2、纤连蛋白、MMP2和MMP9表达。

3

Ang2–Tie2及下游信号通路检测

探索法瑞西单抗处理相关的Ang2–Tie2/MAPK/Erk和PI3K/Akt信号变化。

Western blot检测p-Tie2、总Tie2、p-Akt、总Akt、p-Erk、总Erk及GAPDH,免疫细胞化学检测Tie2表达。

4

公共纤维血管膜转录组数据分析

分析糖尿病视网膜病理中纤维化相关基因程序的协同激活。

使用GSE60436数据集,进行差异表达分析、层次聚类、共表达网络构建和GSEA。

5

胶原凝胶收缩功能实验

评估THP-1衍生巨噬细胞条件培养基对成纤维细胞介导的基质收缩的影响。

NIH-3T3成纤维细胞与I型鼠尾胶原混合制备漂浮胶原凝胶,加入各处理组THP-1条件培养基或TGF-β1,孵育48小时后量化凝胶面积。

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
CD14抗体Santa-Cruzsc-58951
Tie2抗体R&D systemAF313
α平滑肌肌动蛋白抗体Sigma-AldrichABT1487
法瑞西单抗(Vabysmo)Roche/Genentech--
磷酸化Tie2抗体R&D SystemsAF2720
总Tie2抗体R&D SystemsAF313
磷酸化Akt抗体Cell Signaling4060S
总Akt抗体Cell Signaling4685S
磷酸化Erk抗体Cell Signaling4377S
总Erk抗体Cell Signaling4695S
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
I型鼠尾胶原Gibco--

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
人ERM标本采集与分组
标本分组(非糖尿病、糖尿病无DR、糖尿病伴NPDR);排除标准;样本量(N=21,其中DR 4例)
阅读提示:Methods中Study Design and Patients小节及Table;Figure 1图注
THP-1巨噬细胞分化与法瑞西单抗处理
THP-1接种密度8×10⁵细胞/35-mm;PMA 100 ng/mL处理24小时;法瑞西单抗浓度100 pg/mL、100 ng/mL、100 µg/mL;Angpt2 100 ng/mL
阅读提示:Methods中Cell Culture and Macrophage Differentiation小节;Figure 4图注
Western blot信号检测
抗体货号及稀释比例(文中未明确说明);n=3生物学重复;磷酸化蛋白以总蛋白归一化
阅读提示:Methods中Western Blot and Immunocytochemical Analyses小节;Figure 4C、4D图注及Supplementary Figure S5
胶原凝胶收缩实验
胶原浓度2 mg/mL;NIH-3T3密度1×10⁵ cells/mL;每孔150 µL;条件培养基处理48小时;TGF-β1 5 ng/mL阳性对照
阅读提示:Methods中Collagen Gel Contraction Assay and Immunofluorescence小节;Supplementary Figures S3A–C
公共转录组数据分析
数据集GSE60436;样本分类;共表达网络阈值|r|≥0.7;统计方法Kruskal-Wallis和Wilcoxon秩和检验
阅读提示:Methods中Transcriptomic Data Acquisition and Preprocessing及Differential Expression and Network Analyses小节;Figure 5、6图注