Role of insulin-like growth factor binding proteins in the pathogenesis of herpes stromal keratitis.

疱疹性角膜基质炎（HSK）是一种慢性炎症性疾病， 角膜单纯疱疹病毒-HSV-HSV1感染。 HSK是导致角膜感染的主要原因 在美国失明。 HSK的临床表现包括混浊的发展， 无血管角膜的新血管形成。角膜基质中新生的渗漏血管不明显 视轴，运输白细胞（主要是中性粒细胞）进入发炎的角膜，并导致角膜水肿。 目前HSK治疗的主要方法是长期口服抗病毒药物和局部外用抗病毒药物。 类固醇的应用 长期使用局部类固醇会导致疱疹复发的倾向， 白内障的发展，以及眼内压（IOP）升高，这可能导致 青光眼更好地理解HSK发病机制中涉及的细胞和分子事件， 为降低HSK的严重程度提供了新的治疗靶点。 本应用程序的重点是了解 胰岛素样生长因子结合蛋白-β 3（IGFBP-BP3）调节糖尿病发病机制的研究进展 HSK。IGFBP-β 3通过胰岛素样生长因子（IGF）-β非依赖性和-β依赖性机制发挥其作用. 已知IGFBP-BP3以不依赖于IGF-β的方式诱导细胞衰老. 细胞衰老是 据报道能抑制病毒复制IGFBP-103的IGF-104依赖性活性涉及IGF-104 1和IGFBP-103 2的螯合。 IGF-102分子并限制其对IGF-101 R的生物利用度，从而调节IGF-101 R信号传导。 我们 初步结果显示，IGFBP-B13在B6小鼠HSV-B11感染的角膜中表达升高，而 在感染的B6小鼠的循环中检测到IGFBP-B13蛋白的量显著减少， 与未感染的B6小鼠相比。 IGFBP-B13基因敲除小鼠感染的角膜显示了IGFBP-B13基因敲除小鼠感染的角膜。 增加病毒载量。 此外，IGF-1R信号转导的第一步，IGF-1R磷酸化的增加， 在浸润IGFBP-B13 KO的HSK发育角膜的白细胞中测定的IGFBP-B13 KO小鼠的HSK发育角膜中的白细胞比B6小鼠的HSK发育角膜中的白细胞高。 显著 与B6小鼠相比，在IGFBP-B13 KO小鼠感染的角膜中测量到血管生成和混浊的增加。 总之，这些结果使我们假设IGFBP-BMP3增强病毒清除，减少血管生成， 并降低HSK发育角膜中髓样细胞的存活和效应功能。 因此，我们认为， 提高HSV-11感染角膜中IGFBP-13蛋白水平可减轻HSK的严重程度。三个目标 来检验我们的假设目的验证缺氧促进IGFBP-13表达的假说 在角膜上皮细胞中，IGFBP-BMP3水平的增加诱导上皮细胞衰老， 衰老促进HSV-11从感染的角膜中清除。 目的II将检验IGF-1R 骨髓和血管内皮细胞中的信号传导控制HSK的严重程度。 目标三将检验假设 HSV-11感染的角膜中IGFBP-13蛋白的升高可加重HSK的严重程度。

Herpes  stromal  keratitis  (HSK)  is  a  chronic  inflammatory  condition  that  develops  in  response  to  a  recurrent  corneal  infection  with  herpes  simplex  virus-­1  (HSV-­1).  HSK  is  the  leading  cause  of  infection-­induced  corneal  blindness  in  the  United  States.  Clinical  manifestation  of  HSK  involves  the  development  of  opacity  and  neovascularization into the avascular cornea. Newly formed leaky blood vessels in the corneal stroma obscure  the visual axis, traffic the leukocytes (mostly neutrophils) into the inflamed cornea, and cause the corneal edema.  The  current  mainstay  of  HSK  treatment  requires  the  long-­term  use  of  oral  antiviral  drugs  and  the  topical  application  of  steroids.  The  prolonged  use  of  topical  steroids  causes  a  predisposition  to  herpetic  reactivation,  cataract  development,  and  increased  intraocular  pressure  (IOP),  which  may  cause  the  development  of  glaucoma. A better understanding of cellular and molecular events involved in the pathogenesis of HSK could  provide  novel  therapeutic  targets  to  reduce  the  severity  of  HSK.  The  focus  of  this  application  is  to  understand  the mechanisms by which Insulin-­like growth factor binding protein-­3 (IGFBP-­3) regulates the pathogenesis of  HSK. IGFBP-­3 exerts its effect through insulin-­like growth factor (IGF)-­independent and-­dependent mechanisms.  In  an  IGF-­independent  manner,  IGFBP-­3  is  known  to  induce  cellular  senescence.  The  cellular  senescence  is  reported to inhibit viral replication. The IGF-­dependent activity of IGFBP-­3 involves sequestration of IGF-­1 and  IGF-­2  molecules  and  limiting  their  bioavailability  to  IGF-­1R,  and  thereby  regulates  IGF-­1R  signaling.  Our  preliminary results showed an elevated expression of IGFBP-­3 in HSV-­1 infected corneas of B6 mice, whereas  a  significantly  reduced  amount  of  IGFBP-­3  protein  was  detected  in  the  circulation  of  infected  B6  mice  when  compared  to  uninfected  B6  mice.  The  infected  corneas  of  IGFBP-­3  knockout  (IGFBP-­3  KO)  mice  showed  an  increased  viral  load.  Besides,  increased  phosphorylation  of  IGF-­1R,  the  first  step  in  IGF-­1R  signaling,  was  determined  in  leukocytes  infiltrating  the  HSK  developing  corneas  of  IGFBP-­3  KO  than  B6  mice.  A  significant  increase  in  hemangiogenesis  and  opacity  was  measured  in  infected  corneas  of  IGFBP-­3  KO  than  B6  mice.  Together,  these  results  led  us  to  hypothesize  that  IGFBP-­3  enhances  viral  clearance,  reduces  angiogenesis,  and  decreases  the  survival  and  effector  function  of  myeloid  cells  in  HSK  developing  corneas.  Therefore,  enhancing the IGFBP-­3 protein level in HSV-­1 infected cornea should alleviate the severity of HSK. Three aims  are proposed to test our hypothesis. Aim I will test the hypothesis that hypoxia enhances IGFBP-­3 expression  in corneal epithelial cells, and an increased level of IGFBP-­3 induces senescence in epithelial cells, and cellular  senescence  promotes  HSV-­1  clearance  from  the  infected  cornea.  Aim  II  will  test  the  hypothesis  that  IGF-­1R  signaling  in  myeloid  and  vascular  endothelial  cells  control  the  severity  of  HSK.  Aim  III  will  test  the  hypothesis  that increasing IGFBP-­3 protein in HSV-­1 infected cornea alleviates the severity of HSK.