microRNA-21/PDCD4/caspase-8信号通路参与青光眼视神经病变的分子机制研究

MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs involved in the post-transcriptional regulation of mRNAs with important roles in multiple physiological and pathological processes. However, the effect of microRNAs in glaucomatous optic neuropathy is not clear. Recently, we found that microRNA-21, PDCD4 and caspase-8 were upregulated in SD rat of chronic ocular hypertensive model. In vitro, microRNA-21 mimic significantly inhibited the expression of PDCD4 in microglia. So, We hypothesized that microRNA-21 may be the key factor for glaucomatous optic neuropathy. Based on our previous study, this project focuses on microRNA-21/PDCD4/caspase-8 pathway to clarify the molecular mechanism of glaucoma optic neuropathy on the base of the acute, chronic ocular hypertensive rat models in vivo, microglia activation model in vitro using the methods of gene silencing and cell transfection. Finally, we hope to explore the mechanism of how microRNA-21/PDCD4/caspase-8 pathway mediates glaucomatous RGCs damage and neuroprotective effects of microRNA-21, so as to find a new target for the treatment of glaucoma.

MicroRNA是一类新发现的非编码单链小RNA，通过对基因转录后调节作用参与调控各种生理和病理过程，但是其在青光眼视神经病变中的作用尚不清楚。我们前期研究发现microRNA-21、caspase-8和PDCD4在慢性高眼压模型中表达明显升高。在体外，microRNA-21 类似物显著抑制小胶质细胞caspase-8和PDCD4的表达 。为此，我们推测microRNA-21可能是青光眼视神经病变的关键因子。本项目拟在前期研究基础上，利用大鼠慢性高眼压（巩膜上静脉烧灼模型，EVC）和急性高眼压模型(视网膜缺血再灌注模型，I/R)，以视网膜神经节细胞和小胶质细胞、microRNA-21和PDCD4为切入点，通过基因沉默、细胞转染等靶向调控方法，探索青光眼发生机理及其调控途径，有望为青光眼性视神经病变提供潜在的新的治疗靶点，为寻找新的青光眼治疗方法提供理论依据。

青光眼进行性神经变性导致视网膜神经节细胞（retinal ganglion cells，RGCs）的丧失，最终导致失明。IOP的瞬时升高诱导视网膜缺血/再灌注（ischemia/reperfusion，I / R）损伤和RGCs死亡。研究表明眼压升高诱导的免疫炎症反应是青光眼视神经损伤的重要因素之一，眼压控制后，炎症的损伤作用仍在继续，但具体机制尚不清楚。本项目主要研究I/R模型中视网膜损伤过程中的关键因子及调控途径，并寻找新的治疗靶点，以期围绕此靶点开发新的青光眼治疗药物。.MicroRNA21是一类新发现的非编码单链小RNA，通过对基因转录后调节作用参与调控各种生理和病理过程。本项目研究microRNA21/PDCD4/caspase8信号通路参与急性青光眼视神经病变的作用及机制。研究表明，miR-21 具有保护RGCs的作用，进一步探索其机制，发现miR-21通过抑制caspase8介导的凋亡信号的激活来保护RGCs，并抑制小胶质细胞介导的炎症反应来减轻神经炎症损伤(Fig1.1-Fig1.4)；另外本研究还发现，LncRNA H19在I/R模型视网膜中高表达，可能也参与急性高眼压造成的视网膜损伤（Fig1.5），该研究为急性青光眼的治疗寻找新的治疗靶点提供理论依据（部分实验结果本课题组文章已发表）。.Laquinimod是一种新型免疫抑制剂，对多种免疫细胞具有抑制作用，可以有效治疗自身免疫性疾病。但是Laquinimod是否可以通过抑制炎症反应发挥青光眼视神经保护的作用目前未见报道。因此本项目将明确Laquinimod在急性青光眼损伤中的神经保护作用，探讨其可能的作用与机制。本研究首次将Laquinimod应用于眼科领域，证实了Laquinimod在急性高眼压导致的视神经损伤中具有保护作用（Fig2.1-Fig2.3）。进一步探索了Laquinimod在该模型中的作用机制，首次发现Laquinimod通过抑制caspase-8的激活阻止其下游的炎症级联反应和扩大效应以及直接抑制视网膜神经节细胞的凋亡发挥神经保护作用（Fig2.4-Fig2.9），该研究为急性青光眼的治疗提供新的思路。.在本项目支持下，我们在碱烧伤引起的角膜新生血管方面做了部分研究。研究发现caspase8促进碱烧伤引起的角膜新生血管生成，Laquinimod能抑制该模型中角膜新生血管形成。