靶向EMT调控分子的新型阻滞肽及HDAC抑制剂对晶体后囊膜混浊抑制效果的研究

Posterior Capsule Opacification（PCO）is the major cause of vision deterioration after cataract surgery. Previous studies have found that TGF-β2 and two of its downstream effectors (CTGF and Snail) participate in the regulation of EMT of lens epithilial cells and contribute to the onset of PCO. CTGF promotes EMT by enhancing TGF-β signaling via direct interaction with TGF-β,while Snail facilitates EMT process by transcriptional inhibition of E-Cadherin. This proposal aims to develop strategies that target CTGF or Snail for the prevention of PCO. We will initially study the mechanism of protein-protein interaction bewteen TGF-β2 and CTGF. Small peptide molecules that can potentially block this interaction will be designed，synthesized and screened for the highest blocking efficiency. Candidate peptide molecules will be tested in cell line and mouse PCO models for the ability to prevent EMT and the onset of PCO. In addition, we will investigate the mechanisms of E-Cadherin regulation by Snail. The interaction between Snail and HDACs will be examined using coimmunoprecipitation. Lastly, the effect of HDAC inhibitors on EMT and PCO will be inspected in cell line and mouse models. These stuides will provide guidance for the development of therapeutic strategies for PCO.

晶状体后囊膜混浊（PCO）是导致白内障病人手术后视力再次下降的主要原因。转化生长因子β2（TGF-β2）诱导的晶体上皮细胞上皮间质转化（EMT）对PCO的发生起关键作用。预实验发现结缔组织生长因子（CTGF）和Snail是TGF-β2信号下游的两个效应分子。CTGF通过与TGF-β2的相互作用促进细胞EMT转化，而Snail通过抑制E-Cadherin的表达来促进EMT发生。本课题拟以这两个分子为靶标尝试开发新的PCO防治手段。首先寻找介导TGF-β2和CTGF相互作用的多肽区段，并依此设计筛选阻遏该相互作用的多肽分子，然后检验其对晶体上皮细胞EMT和大鼠PCO发生的影响。其次阐明Snail对E-Cadherin的表达调控机理，用免疫共沉淀等技术研究Snail对组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的招募结合情况，检验HDAC抑制剂对EMT及PCO发生的影响。从不同靶点角度探索抑制PCO发生的方法。

本项目以全球最常见致盲眼病白内障的最主要术后并发症——晶状体后囊膜混浊（PCO）为研究对象，重点针对PCO最主要起始因素——转化生长因子（TGF-β2）的主要下游效应分子Snail、黏着斑激酶（FAK）、结缔组织生长因子及白内障术后的炎症因子IL-6进行了一系列具体作用机制的研究，明晰了其参与的主要信号通路，为疾病治疗提供了明确靶点。完成了标书计划内容。现已发表SCI论文6篇，中文核心期刊4篇，获得陕西省科技进步奖二等奖。共培养硕士研究生10名，博士研究生7名。主办或参加国内、外学术会议10余人次。主要成果包括：.1.首次在PCO中阐明 Snail 对 E-Cadherin 的表达调控机理，明确了HDAC1抑制剂对 EMT 及 PCO 发生的影响，该研究成果发表在中文核心期刊《中华眼科杂志》、《国际眼科杂志》中文版及英文版..2.首次探索了IL-6在后发障发展形成过程中的作用通路。IL-6通过促进TGF-β2 的激活, 细胞外基质的合成、晶状体上皮细胞的增殖，以JAK/STAT3依赖的信号通路方式发挥作用，且在体内、外抑制STAT3可有效减轻PCO。该研究成果已发表在眼科著名基础研究期刊《Experimental Eye Research》。.3.首次明确了TGF‑β2/Fn/ integrin/FAK轴在PCO中的促进细胞迁徙的重要作用。 Integrin可与TGF‑β2刺激细胞分泌分Fn相互作用促进FAK磷酸化而促进白内障术后残余细胞向后囊迁徙，加剧PCO。而FAK抑制剂可有效抑制体外细胞迁徙并减轻后发障动物模型的疾病进程。该研究发表在国际知名期刊《International Journal of Molecular Sciences》。.4.动物实验证实抑制CTGF在PCO中的有效性。CTGF可促进晶状体细胞的增殖、迁移、EMT、ECM合成促进后发性白内障的发生，在体外细胞实验、囊袋模型和大鼠模型中均有相应结论，证明CTGF在后发性白内障中有重要作用，为后发障防治提供了理论依据。该研究以封面文章发表在国际知名期刊《International Journal of Biological Sciences》。.我们成功地在体内、外实验中解析了PCO发病过程中重要的效应分子Snail、FAK及IL-6、CTGF发挥作用的具体信号通路。