焦点粘着斑激酶和NADPH氧化酶在氧自由基促进角膜上皮损伤修复中的作用及机制

活性氧自由基(ROS)是细胞在氧化还原代谢过程产生的小分子，以往的研究多关注它对视网膜、角膜或其他器官的毒性损伤作用(负作用)。我们的前期研究发现，角膜上皮细胞在EGF刺激后产生的生理性ROS，活化下游细胞增殖的信号传导，促进角膜上皮的增殖及创伤的修复(正作用)。据此，我们推测ROS的生成及浓度调节的平衡是决定其正负作用的关键。DADPH氧化酶(NOX)是催化生成ROS的主要酶，有报道在兔角膜上皮中检测到NOX4，但其功能尚待研究。本项目将研究焦点粘着斑激酶(FAK，介导细胞移行的关键酶)在ROS促进细胞移行中的作用及传导通路，并探讨NOX4在角膜上皮细胞催化生成ROS的功能。研究结果将为阐明角膜上皮细胞产生内源性ROS对维持正常的细胞生理功能及促进创伤修复的作用提供新依据，或对其他领域如ROS在心肌细胞、肿瘤细细胞的粘着移行、增殖、分化的类似研究产生影响。

本项目按原计划已完成所有的研究内容，取得如下研究结果：1、阐明了EGF、ROS、FAK和LMW-PTP的关联性。结果表明EGF刺激产生生理性ROS参与角膜上皮损伤修复，是通过暂时性使LMW-PTP表达下降，磷酸化FAK恒定表达，从而使细胞处粘附状态。研究结果已总结成论文发表在眼科基础研究最高影响因子杂志（Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52:1723–1734. IF:3.582)。2、研究了NADPH氧化酶在角膜上皮的表达及是否参与角膜上皮损伤修复。结果发现角膜上皮细胞高表达NOX2，NOX4和NOX5, 以及调节亚基p22phox 和p67phox，低表达调节亚基p47phox，不表达NOX1和NOX3。初步证实NOX4和NOX5在角膜上皮产生生理性ROS起主要作用，且两者参与了角膜上皮损伤修复中。已将研究成果总结成论文“Expression of NADPH Oxidase Components in Human Corneal Epithelial Cells：Involvement in Corneal Epithelial Wound Healing”，已投稿 “Molecular Vision” 杂志,尚在审稿中。. 另外，本项目在研究过程中发现与ROS和EGF密切相关的另一分子花生四烯酸（Arachidonic Acid, AA），也参与到角膜上皮细胞的损伤修复机制中，故项目增加了对AA参与角膜上皮损伤修复的机制研究，结果发现一定浓度的AA能够对角膜上皮细胞造成损伤，且AA 对角膜上皮细胞造成损伤的机制是通过刺激角膜上皮上皮细胞产生过量的ROS，从而激活了细胞凋亡通路ERK1/2, P38, AKT 通路，且AA 该通路依赖于表皮生长因子受体。该部分的结果也正在撰写论文，拟投SCI论文。. 综上所述，本项目包含的三部分研究内容是前项目的进一步深入，进一步阐明了ROS在角膜上皮损伤修复的作用及机制，以及角膜上皮产生生理性ROS是通过NADPH氧化酶。发表1篇SCI收录论文，1篇SCI论文正在审稿，1篇待发表，项目培养博士研究生2名，培养中青年学科带头人1名。