【前沿研究】TXNIP正向调节糖尿病视网膜病变大鼠müller细胞的自噬和凋亡

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发布日期:2021年02月23日
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【前沿研究】TXNIP正向调节糖尿病视网膜病变大鼠müller细胞的自噬和凋亡


TXNIP正向调节糖尿病视网膜病变大鼠müller细胞的自噬和凋亡

糖尿病性视网膜病(DR)是糖尿病的一种微血管并发症,会损害视网膜血管和神经细胞,威胁着全世界劳动年龄和老年人的视力。尽管在探索DR的机理和治疗方面已进行了各种研究,但围绕该疾病的治疗方法仍存在许多未知数,需要进一步研究。缪勒氏(müller)细胞作为从神经视网膜的外层到内层的初级神经胶质细胞,提供营养和维持结构稳定,这对于视网膜的稳态至关重要。高血糖条件下的缪勒氏细胞受损肯定会引起神经视网膜损伤,因此,建议研究穆勒胶质细胞与DR之间的关系。


近日,中山大学眼科中心Haocheng Ao等人在Life Sciences(2020IF:3.647)杂志(上发表了名为“TXNIP positively regulates the autophagy and apoptosis in the rat müller cell of diabetic retinopathy”,探究TXNIP在糖尿病视网膜病变大鼠müller细胞的自噬和凋亡中的作用。


研究探究TXNIP在糖尿病视网膜病变大鼠müller细胞的自噬和凋亡中的作用

图1


研究人员采用逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹法用于测量靶标的表达水平。应用簇状规则间隔的短回文重复/ CRISPR关联9(CRISPR / cas9)方法敲除TXNIP。TdT介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)检测和流式细胞仪用于检测细胞凋亡。细胞计数试剂盒8(CCK-8)分析用于评估细胞活力。进行EdU测定以测量细胞增殖能力。实施视网膜免疫组织化学,视网膜冰冻切片免疫荧光以及视网膜电图(ERG)记录以检测视网膜的功能。



结果显示在体内和体外高血糖条件下,TXNIP均上调。TXNIP的过表达激活了大鼠müller细胞的自噬和凋亡。在高葡萄糖条件下,敲除TXNIP可以减少大鼠müller细胞的自噬和凋亡。TXNIP通过抑制PI3K / AKT / mTOR信号通路积极调节自噬。敲低TXNIP改善了对DR光刺激的视觉反应。


为了证实TXNIP在rMC-1中的作用,研究人员设计了一种过表达大鼠基因TXNIP的慢病毒(图2A,由源井生物提供)。RT-qPCR显示过表达组的TXNIP mRNA水平显著高于对照载体组(图2B)。此外,westernblotting显示过度表达组TXNIP蛋白水平的表达增加相似(图2C)。为了评估TXNIP过表达条件下rMC-1的自噬通量,应用巴非霉素A1阻断自噬通量。如图2D所示,TXNIP过表达组的LC3B-II蛋白水平随着巴非霉素A1显著增加,这意味着自噬通量增强。过表达组自噬标志物p62表达下降,Beclin-1和Atg12-Atg5复合物表达增加。此外,研究人员发现TXNIP过表达组Bcl-2蛋白水平降低,Bax和切割的Caspase-3升高(图2E),这表明TXNIP过表达上调了细胞凋亡。


研究人员发现TXNIP过表达组Bcl-2蛋白水平降低,Bax和切割的Caspase-3升高

图2


总之,基于研究人员的研究结果,研究人员验证了高血糖条件下体内和体外TXNIP的过表达,这可能是评估糖尿病性视网膜病变严重程度的潜在生物标志物。研究人员的研究首次揭示了TXNIP通过抑制PI3K / AKT / mTOR信号传导通路,在高葡萄糖条件下正调控大鼠缪勒细胞的自噬。TXNIP的下调导致自噬以及细胞凋亡的减少,在高葡萄糖条件下恢复细胞增殖和细胞活力,并改善糖尿病大鼠的视觉功能。这项研究揭示了一种潜在的新型DR治疗方法。


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参考文献:

Haocheng Ao, Haichun Li, Xiujuan Zhao, Bingqian Liu, Lin Lu. TXNIP positively regulates the autophagy and apoptosis in the rat müller cell of diabetic retinopathy[J].Life Sciences, 2021: vol 267

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