我国糖尿病患者已达5千万,而糖尿病视网膜病变(DRP)是主要致盲眼病。 我们研究发现,整合蛋白连接激酶(ILK)、β-连环蛋白和FOXO1A在糖尿病视网膜及其微血管中表达升高,而N-钙粘蛋白表达降低,且ILK在其调控分子信号中可能起关键作用。本项目采用分子生物学、细胞生物学以及生物信息学方法,从维持血视网膜内屏障(iBRB)的关键点黏附连接入手,进行在糖尿病视网膜病变中ILK过表达/活性增加对iBRB黏附连接的结构和功能及其关键信号分子VE/N-钙粘蛋白、β-连环蛋白的调控作用及机制的研究,搞清ILK介导的视网膜黏附连接的异常及其信号转导通路在糖尿病iBRB破坏的作用机制问题,并利用ILK抑制剂阻断其信号通路,进一步证明ILK抑制剂对糖尿病iBRB损害的抑制作用,为阐明DRP的发病机制提供新的思路和理论依据,从而寻找控制早期糖尿病视网膜病变的药物疗法。
diabetic retinaopathy;ILK;iBRB;adhesion junction;adhesion molecule
我国糖尿病患者已达1亿,而糖尿病视网膜病变(DRP)是主要致盲眼病,其早期特征性改变是血视网膜内屏障(iBRB)的破坏。构成血视网膜内屏障的黏附连接主要是VE/N-钙粘蛋白和整合蛋白构成, Cadherin通过β-catenin连接到肌动蛋白细胞骨架。整合蛋白通过直接或间接调控Cadherin/β-catenin复合体来调控粘附连接的功能。而在Integrin的激活和信号转导中起关键作用的激酶是整合蛋白连接激酶(Integrin-linked kinase,ILK)。ILK是细胞-细胞外基质相互作用的多功能细胞内效应分子,调控许多细胞过程包括生长、增殖、生存、分化、移动、侵袭和血管发生,是整合蛋白与生长因子信号相互作用的聚合点,更是调控细胞黏附、伸展和移动最主要的信号平台。本研究发现在STZ诱导的糖尿病鼠12W后,视网膜ILK、β-catenin、Rac1和FOXO1A免疫反应性显著增加,主要分布在OPL、INL、IPL、GCL及视网膜微血管包括内皮细胞和周细胞,而 VE/N-cadherin表达显著减少。RT-PCR和Western blot分析结果表明ILK mRNA和蛋白水平在STZ诱导的糖尿病鼠视网膜和高糖诱导的视网膜微血管内细胞显著增加,同时证明β-catenin、Rac1和FOXO1A表达和活性显著增加,而GSK-3β和VE/N-cadherin表达显著减少。ILK的抑制有效抑制高糖诱导的β-catenin、Rac1和FOXO1A表达和活性的增加和GSK-3β和VE/N-cadherin表达的减少以及视网膜的渗透性增加。GSK-3β的抑制在高糖诱导的共培养视网膜微血管内皮细胞和周细胞有效抑制了β-catenin表达和活性的增加,而ILK mRNA和蛋白水平无变化。通过Rac1-siRNA干扰后有效抑制了β-catenin活性增加和VE -cadherin表达的减少。此外,β-catenin的抑制在高糖诱导的共培养视网膜微血管内皮细胞和周细胞有效抑制VE-cadherin表达的减少。从而揭示ILK 涉及早期DRP的发生发展,其机制可能通过对Rac1和β-catenin的调控,进而介导粘附连接的异常,引起iBRB破坏。为探索防治早期DRP的药物疗法具有重要的科学意义。