miR-30a、miR-100和miR-204在白内障发病机制中对自噬的网络调控研究

Autophagy dysfunction causes cell death and accumulation of crystallin and damaged organelles, which are invested in cataract formation in recent years. According to our previous studies, miR-30a and miR-204 protect lens from oxidative damage in the progression of senile cataract by inhibiting p53-mediated apoptosis; miR-30a, miR-100 and miR-204 are the common part of microRNA differential expression profile of lens epithelium between senile cataract and normal tissues both in human and Emory mouse. The predicted target genes conclude Beclin1, mTOR and MAP1LC3B, respectively, which play import roles in autophagy process. And the dialogue between autophagy and cell apoptosis pathways influences cell’s normal functions and survival. In this study, we are going to invest the level of autophagy dysfunction in senile cataract tissues both in human and Emory mouse, and invest the role of miR-30a, miR-100 and miR-204 in regulating autophagy during senile cataract formation both in Emory mouse’s vitro (capsular bag cultivation) and vivo. We hope this study help to move forward a single step to understand the molecular mechanism of senile cataract.

自噬功能失调是引起晶体蛋白凝集体形成、异常细胞器降解障碍以及细胞死亡增加的重要原因，其在白内障形成中的作用是近年研究的热点。我们前期研究发现：miR-30a和miR-204通过下调p53介导的细胞凋亡而抑制人老年性白内障形成过程中的氧化损伤；miR-30a、miR-100和miR-204在人透明晶状体上皮细胞和白内障上皮细胞有显著差异表达，在Emory小鼠中也存在一致性的差异表达；Beclin1、mTOR和MAP1LC3B分别是上述三种miRNA的预测靶基因。研究显示Beclin1、mTOR和MAP1LC3B是影响自噬水平的重要因子；而自噬与凋亡的通路又相互关联、互为调控。由此，本研究将检测人老年性白内障和其模型Emory小鼠晶状体组织中自噬功能失调情况，利用Emory小鼠的晶状体囊袋体外培养技术和体内模型，研究miR-30a、miR-100和miR-204在白内障中对自噬的网络调控机制。

晶状体上皮细胞（LECs）中的氧化应激和自噬活性失调是导致白内障的发病机制之一。本项目计划通过糖尿病性白内障（diabetic cataract，DC）体内外模型探究高糖环境下晶状体上皮细胞中自噬、氧化应激水平变化，以及microRNA在白内障进展过程中对自噬的网络调控机制。主要取得以下进展：我们首先利用测序技术检测糖尿病性白内障（diabetic cataract，DC）患者及对照组晶状体上皮细胞中自噬标志物（ LC3B、P62）及氧化应激相关标志物（SOD2、CAT ）的mRNA表达情况，并通过小鼠体内实验及体外原代细胞培养进行了表达验证，发现高糖环境可诱导LECs中自噬、氧化应激增强，但随后活性相继降低，二者呈现动态变化过程，且自噬水平的增强可抑制高糖诱导的氧化应激反应。接下来，我们运用miRNA微阵列分析技术检测正常透明晶状体上皮细胞和糖尿病性白内障患者晶状体上皮细胞中差异表达miRNAs，并筛选得到目标miRNA-30a，发现高糖条件下，miR-30a可直接通过靶作用于BECN1来抑制自噬活性；且高糖环境下miR-30a可能对晶状体上皮细胞起保护作用，增加晶状体上皮细胞的存活率。最后为探究其上游调控机制，我们利用全转录组测序及生物信息学分析筛选得到miR-30a-5p相关环状RNA circPDK1，通过分析发现circPDK1与 miR-30a-5p 存在结合位点，其可能作为分子海绵与 miR-30a-5p 相互作用，间接参与LECs中自噬的网络调控。通过本课题的研究，共发表SCI论文8篇，中文核心期刊文章1篇。培养博士、硕士研究生6名。