miR-203a-3p靶向DJ-1调节线粒体功能在糖尿病小鼠RGCs凋亡中的作用及机制

Retinal neuropathy occurs earlier than retinal microangiopathy in diabetic retinopathy. Previous studies have shown that oxidative stress injury is a major cause of retinal ganglion cell (RGC) apoptosis, but its specific mechanism is unknown. Our previous study found that decreased DJ-1 expression, increased reactive oxygen species production, mitochondrial dysfunction, increased expression of miR-203a-3p, accompanied by reduced RGCs in early diabetic mice. We further confirmed that 3 'UTR of DJ-1 has miR-203a-3p binding sites. Accordingly, we speculate that hyperglycemia or diabetes increases the expression of miRNA-203a-3p, which inhibits DJ-1 expression and reduces DJ-1 antioxidant function to induce mitochondrial dysfunction, and ultimately induces RGC apoptosis, resulting in diabetic retinopathy. This project is to investigate the effect and mechanism of miR-203a-3p targeted DJ-1 mediated mitochondrial dysfunction in RGC apoptosis of DRP with interfering with the expression of miR-203a-3p and DJ-1 in vivo and in vitro, by application of confocal fluorescence microscope, electron microscope, immunoblot，flow cytometry analysis and F-ERG method. These studies are still blank at home and abroad. The expected results will help to clarify the pathogenesis of retinal neuropathy in DRP and provide a new intervention target for DRP.

糖尿病视网膜病变(DRP)中视网膜神经病变早于微血管病变，研究表明氧化应激损伤是导致视网膜神经节细胞(RGC)凋亡的重要原因，但其具体作用机制不明。我们前期研究发现早期糖尿病小鼠视网膜中DJ-1表达降低，氧自由基产生增加，线粒体功能不良，miR-203a-3p表达升高，同时伴RGC减少，进一步通过双荧光素酶报告基因分析系统证实DJ-1的3’UTR存在miR-203a-3p的结合位点。据此，我们推测高糖或糖尿病状态下，miRNA-203a-3p表达增加，抑制DJ-1表达及其抗氧化功能，诱发线粒体功能障碍，导致RGC凋亡，引起糖尿病视网膜神经病变。本项目拟通过体内外实验深入研究miR-203a-3p靶向DJ-1调控线粒体功能在糖尿病小鼠RGCs凋亡中的作用及机理。这些研究在国内外尚属空白，预期成果有助于阐明糖尿病视网膜神经病变发病机制，并为防治DRP提供新的干预靶点，具有十分重要的意义。

糖尿病视网膜病变（DRP）中DJ-1表达下降引起线粒体功能障碍和氧化损伤，继发RGC凋亡和视网膜功能障碍。本项目为探究DJ-1在DRP中的调控机制，开展以下研究：.1、高糖中miR-203a-3p表达特征及其对PARK7的靶向作用验证。.2、高糖中DJ-1对R28细胞凋亡、线粒体功能和ROS产生的调控。.3、构建野生型、DJ-1-/-小鼠及 DJ-1-/- DRP小鼠动物模型，证实DJ-1调控线粒体功能在DRP视网膜结构和功能损伤中的作用。.4、DJ-1/Nrf2信号对大鼠视网膜周细胞高糖损伤的作用。.5、筛选并验证DRP中关于线粒体功能和氧化应激的关键基因。.6、揭示R28细胞高糖损伤中的自噬与衰老现象。.7、miRNA-494靶向PARK7和PTEN在DRP和缺血性视网膜病变中的调控作用。.8、探究DJ-1在糖尿病角膜病变中的作用。.研究发现：.1、高糖下，R28细胞中miR-203a-3p表达升高、PARK7表达降低，双荧光素酶实验证实miR-203a-3p与PARK7在大鼠中无靶向关系。.2、高糖下，R28细胞中DJ-1表达下调、PTEN表达上调，细胞凋亡增加（Bax和cleaved Caspase 3表达水平显著上升），增殖活性、线粒体膜电位、抗氧化酶MnSOD、CAT和GCLC表达均降低，MDA及胞内ROS含量显著升高。提高DJ-1可缓解细胞凋亡。.3、DJ-1-/-及 DJ-1-/- DRP小鼠比野生型模型存在更严重的RGC丢失、视网膜结构及功能损害。.4、DJ-1通过激活Nrf2信号保护视网膜周细胞免受高糖氧化损伤，增加Bcl-2与BAX比例及MnSOD和CAT表达，减少ROS。.5、DRP发病时线粒体损伤与氧化相关基因SLC25A33和NDUFS1高表达。.6、高糖条件促进R28细胞凋亡与衰老（TP53、CASP3、CCL2、CASP1和CDKN2A上调），但自噬的作用有限。.7、miR-494在DRP和OIR中抑制PARK7和PTEN增加弦状血管和血管新生。.8、高糖条件引起角膜上皮细胞氧化损伤和铁死亡，并促进细胞衰老（DJ-1和Ferritin H下调， p21上调）。.本研究表明DJ-1在DRP中扮演重要角色。DJ-1下调加剧氧化损伤、RGC凋亡、视网膜功能失调和线粒体功能障碍。早期进行DJ-1干预可预防RGC凋亡和挽救视功能。