白内障是一种眼科疾病,其特征为晶状体内蛋白质异常聚集,导致晶状体混浊,是全球范围内导致失明的主要原因之一。伴随电子时代的迅猛发展,我们愈发需要关注眼睛健康。目前,白内障的主要治疗方法依赖于手术切除混浊的晶状体,但手术的高昂费用及其可能的风险,使得非手术治疗方法的探索变得尤为重要。
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)近期在《The Journal of Clinical Investigation》上发表了关键研究,揭示地松鼠(GS, Ictidomystridecemlineatus)在低温(4℃)下晶状体变得混浊,而在回温至37℃后,透明度迅速恢复。这一可逆性变化与一个重要分子——RNF114密切相关。RNF114(RING Finger Protein 114)是一种具有RING指结构域的E3泛素连接酶,在细胞内参与蛋白质降解及信号传导,其通过将泛素标记添加到特定靶蛋白上,调控靶蛋白的稳定性和活性,进而影响细胞功能。
该研究首次确认RNF114在调控晶状体蛋白温度依赖性变化中的核心作用,为白内障非侵入性治疗的开发提供了潜在靶点。这一发现不仅丰富了我们对白内障病理机制的理解,也为新治疗药物的研发开辟了新的路径,带来了希望。
研究样本与技术手段
研究中,团队构建了GS衍生的诱导多能干细胞(GSiPSCs),进而建立了GS衍生的诱导晶状体上皮细胞(iLEC)、人晶状体细胞(HLECs)等模型,并通过蛋白组学方法进行鉴定和分析。采用的技术手段包括:
- qPCR:检测iLEC模型中晶状体蛋白的表达。
- TMT-定量蛋白组学技术:分析GS与大鼠在低温模型下的晶状体差异蛋白。
- Pulldown-MS/Co-IP:检测特定基因表达情况。
- 免疫荧光成像及细胞活性检测。
研究结果
研究发现,GS晶状体在低温处理后可以在再加热时恢复透明度,与大鼠在低温处理后晶状体的表现形成鲜明对比。同时,蛋白组学技术显示,GS的晶状体蛋白在复温过程中通过UPS途径被降解,进而影响CRYAA的稳定性。
RNF114在GSiLECs的低温升温过程中促进了CRYAA的泛素化,研究表明RNF114与CRYAA存在显著相互作用,并在复温后提升了CRYAA的多泛素化水平。进一步的实验发现,通过调节RNF114的表达,可以有效促进CRYAA的降解。
非冬眠症患者白内障的可逆性研究
有趣的是,RNF114在HLECs和GSiLECs的活力上并未产生负面影响,这为RNF114在低温性白内障治疗中的安全性提供了有力支持。研究还发现,将RNF114结合细胞穿透肽TAT后,能够有效地进入HLECs及大鼠晶状体细胞质,进而改善晶状体混浊状况。
基于研究结果,使用RNF114干预后,晶状体的透明度迅速恢复,显示出RNF114在非冬眠症患者白内障中的可逆性。因此,RNF114可能为治疗多种因素引起的白内障提供新的思路。
结论
本研究表明,蛋白质稳态紊乱及聚集异常是白内障形成的根本原因,而通过研究地松鼠晶状体的可逆性温度依赖性变化,发现RNF114在这一机制中发挥了核心作用。这一发现为开发刺激特定蛋白质降解途径的药物提供了新机会,期待能够推动蛋白质稳态调节和白内障治疗的进展。
在这一相关领域,尊龙凯时致力于为科研人员提供全面的支持和服务,助力揭示疾病的分子机制,推动生物医学领域的发展。欢迎与我们合作,共同探索更多医学前沿技术。