RhoA/ROCK1在氧化损伤诱导的晶状体上皮细胞凋亡中的影响及机制研究

Age-related cataracts (ARC) are the first blindness disease worldwide and related to the apoptosis of lens epithelial cells (LECs) mediated oxidative damage. RhoA/ROCK1 signaling pathway is an important way to transmit information between the cells, and play an important regulatory role in cell fate. To date the relation between RhoA/ROCK1 and cataract is unknown. In our previous study we have detected the LECs apoptosis of cataract mice model of natural aging, and simultaneously accompanied by abnormal expression of proteins such as ROCK1, p53 and HIF1A. As the factor upstream, ROCK1 might be involved in apoptosis of LECs via regulating p53 and HIF1A, but its specific mechanism of action remains to be studied further. In this study, through in vitro cells, in mice model and in the anterior lens capsules of ARC patients, we will confirm the relationship among ROCK1, p53 and HIF1A, and their influencing factors. The research will deeply explore the interactions and mechanisms of RhoA/ROCK1 in the process of development of cataract, in order to explore new target for therapeutic approaches.

年龄相关性白内障（ARC）是世界范围内的首位致盲性疾病，研究表明氧化损伤诱导的晶状体上皮细胞（LECs）凋亡与ARC的形成相关。RhoA/ROCK1信号通路是人体细胞间传递信息的重要途径，对细胞命运起重要调控作用。到目前为止，RhoA/ROCK1与ARC发生、发展的相关性还未有报道。在前期研究中我们在自然衰老的白内障小鼠模型中检测到了LECs的凋亡，并同时伴有ROCK1、p53和HIF1A蛋白的异常表达。ROCK1作为上游因子，可能通过对p53、HIF1A的调控介导LECs的凋亡，但具体作用机制亟待进一步研究。为此，本课题利用体外细胞模型、自然衰老小鼠模型以及ARC患者术中收集的前囊膜为实验材料，围绕ROCK1、p53和HIF1A的相互作用以及可能涉及的信号通路，多方面深入探讨RhoA/ROCK1在ARC发生、发展过程中的作用机制，以期寻找有效防治白内障的新靶点。

年龄相关性白内障是由于眼内晶状体混浊影响视力的一种致盲性眼病，位居全球首位。手术是其治疗唯一有效的途径。但是由于患者群体庞大，手术和耗材费用对社会及个人都是沉重的经济负担。目前，年龄相关性白内障的确切病因尚未完全研究清楚，一般认为晶状体的氧化应激损伤与其发生最为密切相关，在这个过程中细胞信号通路起执行传递作用。本课题通过建立细胞、动物模型,收集临床标本，结合分子细胞学相关实验技术手段,深入探索GJA3、HIF1α基因和ROCK1信号通路在晶状体上皮细胞凋亡及年龄相关性白内障发病中的作用机制。在临床样本以及小鼠实验中发现，白内障患者的晶状体上皮细胞数量明显少于对照组。同时，我们在体外对细胞进行过氧化氢处理，通过凋亡染色实验发现细胞的凋亡数目也明显增加，证明了晶状体上皮细胞异常凋亡在白内障的发病机理中起关键作用。此外，我们发现白内障患者和老年小鼠的晶状体上皮细胞中GJA3、HIF1α和ROCK1的蛋白水平分别升高，然后通过过表达及RNAi干涉实验证实这些基因参与介导过氧化氢诱导晶状体上皮细胞发生凋亡这一重要过程。通过进一步的深入研究，我们发现在ROCK1介导的细胞凋亡过程中伴随着p53和HIF1α蛋白水平的变化。这项研究明确了GJA3、HIF1α基因和RhoA/ROCK1信号通路在晶状体上皮细胞凋亡和年龄相关性白内障发生发展中的表达情况及作用机制，为白内障致病机制研究提供新的理论依据，也为年龄相关性白内障靶向治疗提供了新的方向。