白内障是一种眼科疾病,主要由晶状体内的蛋白质异常聚集导致晶状体混浊,是全球范围内常见的失明原因之一。随着电子时代的迅猛发展,眼部健康问题愈发引起人们的关注。目前,治疗白内障的方法主要依赖于手术切除混浊的晶状体。然而,手术费用高昂以及潜在的手术风险,使得探索非手术治疗手段显得尤其重要。
最近,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心与美国国立卫生研究院(NIH)国家眼科研究所(NEI)在《The Journal of Clinical Investigation》期刊上发表了一项重要研究。该研究发现,地松鼠(GS,Ictidomys tridecemlineatus)在低温(4℃)下其晶状体会变得混浊,但在加热至37℃后,其晶状体又迅速恢复透明。这种可逆性变化涉及一个关键分子——RNF114。RNF114(RING Finger Protein 114)是一种含有RING指结构域的E3泛素连接酶,参与细胞内蛋白质的降解和信号传导。
该研究首次揭示了RNF114在调节晶状体蛋白温度依赖性变化中的核心作用,为开发白内障的非侵入性治疗提供了潜在的靶点。这一发现不仅增加了我们对白内障病理机制的理解,而且可能推动全新治疗药物的研发,为非手术治疗白内障带来了新的希望。
在样本选择方面,研究构建了GS衍生诱导多能干细胞(GSiPSCs)、GS衍生诱导晶状体上皮细胞(iLEC)以及人晶状体细胞(HLECs)进行比较与分析。采用了多种技术手段,如qPCR检测晶状体蛋白表达、TMT-定量蛋白组学技术分析低温模型中晶体差异蛋白等。
研究结果显示,GS的晶状体在低温下经历了可逆的混浊过程。在实验中,GS与大鼠的晶状体比较后发现,GS的晶状体在经过加热后混浊完全消除,透过率恢复正常,而大鼠的晶状体则未能完全恢复透明度。另外,蛋白组学贡献的发现显示,UPS(泛素-蛋白酶体系统)在调节聚集的晶体蛋白的降解中起到了重要作用。
特别地,RNF114在GS的iLEC中对于CRYAA(αA-晶体蛋白)的泛素化具有重要影响,研究发现RNF114可显著降低CRYAA聚集,进而恢复晶状体的透明性。此外,RNF114的作用不影响HLECs或GSiLECs的细胞活力,表明其在治疗低温性白内障时的安全性。
研究团队通过将RNF114与细胞穿透肽TAT结合,成功将其递送到HLECs及大鼠晶状体中,并观察到TAT-RNF114处理后,晶状体混浊现象得以迅速逆转。这一发现为未来开发针对不同应激性白内障的治疗方案提供了新的思路。
综上所述,白内障的形成涉及多种因素导致的蛋白质稳态紊乱及聚集异常。研究揭示了地松鼠晶状体的可逆性温度依赖性清晰度变化机制,尤其是RNF114在这一过程中的核心作用。未来,通过筛选和设计刺激特定蛋白质降解途径的药物,有望推动蛋白质稳态的维持与相关性疾病的治疗进展。
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