NF-κB信号通路在角膜基质细胞表型转化中的作用及其表观遗传调控机制

角膜损伤后修复反应中，角膜基质细胞活化并向肌成纤维母细胞转化，该细胞表型转化已被证明与角膜透明度下降和瘢痕形成有密切关系。我们前期研究和最新研究进展表明PPARγ受体和表观遗传机制对角膜基质细胞的表型转化具有重要调控作用，但具体分子机制尚不明了。NF-κB已经被证明在肺、肝等组织内肌成纤维母细胞的转化中发挥重要作用，并且是PPARγ受体和表观遗传调控的关键信号通路。我们推测在角膜基质细胞表型转化，NF-κB是不同调控手段的共同信号通路，直接调节效应基因的表达。本课题研究改变NF-κB转录活性对角膜基质细胞表型转化过程及对已转化的肌成纤维母细胞的作用，通过染色质免疫共沉淀、甲基化敏感性酶切分析结合EMSA等手段研究DNA甲基化和组蛋白修饰与NF-κB信号通路之间相互作用关系，并探索针对NF-κB信号通路的干预手段对于角膜损伤动物模型中角膜瘢痕形成的影响，为角膜瘢痕的治疗提供实验依据

角膜损伤后修复反应中，角膜基质细胞活化并向肌成纤维母细胞转化，该细胞表型转化已被证明与角膜透明度下降和瘢痕形成有密切关系。我们前期研究和最新研究进展表明PPARγ受体和表观遗传机制对角膜基质细胞的表型转化具有重要调控作用，但具体分子机制尚不明了。本项目研究目标是探索NF-κB通路在角膜基质细胞表型转化过程中的作用以及其表观遗传学调控机制，探索调节角膜基质细胞表型的有效作用靶点和治疗角膜瘢痕的途径。我们主要的研究内容包括研究改变NF-κB转录活性对角膜基质细胞表型转化过程及对已转化的肌成纤维母细胞的作用，通过染色质免疫共沉淀、EMSA等手段研究DNA甲基化和组蛋白修饰与NF-κB信号通路之间相互作用关系，并探索针对NF-κB信号通路的干预手段对于角膜损伤动物模型中角膜瘢痕形成的影响，为角膜瘢痕的治疗提供实验依据。目前该项目已经基本完成，研究结果表明PPARγ受体在角膜基质细胞表型转化中发挥重要作用，PPARγ激动剂pioglitazone可以抑制TGFβ诱导其向肌纤维细胞转化，其通过PPARγ依赖途径抑制TGFβ诱导的α-SMA表达和F-actin形成，通过PPARγ非依赖途径抑制TGFβ诱导的细胞外基质的表达。我们发现AT1R在角膜肌成纤维细胞的细胞膜和胞浆中有强表达，而在角膜基质细胞表达较弱。通过TUNEL、Hoechst33258和caspase3/7活性检测发现，angiotensin II可以显著减弱无血清培养以及TNFα/CHX诱导的角膜肌成纤维细胞凋亡，而这一作用被AT1R受体阻断剂和NF-κB特异性抑制剂部分阻断， NF-κB的荧光素活性检测和EMSA实验表明angiotensin II可以增加角膜肌成纤维细胞的NF-κB转录活性和DNA蛋白结合活性，说明angiotensin II通过AT1R和NF-κB信号通路发挥其抑制角膜肌成纤维细胞凋亡的作用。通过ELISA实验发现angiotensin II可以促进角膜肌成纤维细胞分泌TGFβ1，而TGFβ1对于维持角膜肌成纤维细胞的表型和活性具有重要作用。我们的研究发现了PPARγ和局部血管紧张素系统在角膜纤维化中的作用及机制，发现了angiotensin II通过AT1R及NF-κB信号通路促进角膜肌成纤维细胞活性并且抑制其凋亡，对于揭示角膜纤维化的机制具有重要意义。