一氧化氮通过Peroxynitrite-PARP1通路引起眼压升高的作用和分子机制的实验研究
批准号:
82101119
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
宋毛毛
依托单位:
学科分类:
青光眼、视神经及视路疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋毛毛
中文摘要
青光眼是引起不可逆致盲的第一位眼病,高眼压是青光眼的最危险因素。降低眼压是临床最有效的治疗青光眼的方法。高眼压主要是由于经典通路房水外流阻力增大造成的,NO供体的降压机制是降低经典房水外流通路阻力,因此降眼压效果强大。但是,NO长期持续使用反而会进一步增加眼压,从而限制了它的临床应用。NO的病理损伤作用主要通过peroxynitrite(PN)介导,PN又是如何作用,最终引起眼压升高,值得我们进一步研究。前期研究发现PN可能通过激活青光眼标志物PARP1,最终引起小梁网和Schlemm管内皮细胞功能障碍。因此,本项目将利用不同的细胞和动物模型,层层递进阐明NO过多首先生成PN,进一步激活PARP1,继而激活房水外流通路炎症因子,细胞连接蛋白,最终影响细胞功能,导致眼压升高。我们的研究结果将为NO的临床应用提供实验基础,并提出了两种新的青光眼降眼压靶点,PN和PARP1。
英文摘要
Glaucoma is the first cause of irreversible blindness of the eye disease, high intraocular pressure (IOP) is the most dangerous factor of glaucoma. Reducing IOP is the most effective clinical treatment for glaucoma. High IOP is mainly caused by the increase of conventional outflow resistance. The IOP lowering mechanism of NO donors is to reduce the conventional outflow resistance, and the effect is strong. However, long-term use of NO may further increase IOP, limiting its clinical use. The pathological damage effect of NO is mainly mediated by peroxynitrite (PN), and how PN acts and ultimately causes IOP elevation is worth further study. Previous studies have found that PN may cause trabecular meshwork and Schlemm canal endothelial cell dysfunction by activating the glaucoma marker PARP1. Therefore, this project will use different cell and animal models to illustrate step by step that excessive NO first generates PN, which further activates PARP1, and then activates inflammatory factors in the outflow pathway of aqueous humor, cell junction proteins, and finally affects cellular functions and leads to increased IOP. Our results will provide an experimental basis for the clinical application of NO, and propose two new IOP lowering targets for glaucoma, PN and PARP1.
原发性开角型青光眼是一种复杂且严重的不可逆致盲眼病,高眼压是其最危险因素。降低眼压是目前临床唯一且最有效的治疗方法。NO供体具有明确的降眼压作用,且作用机制针对病因,即促进了经典通路房水外流。然而,NO持续使用会诱发高眼压。在病理条件下,NO生成后会与过氧阴离子反应生成氧化能力更强的硝化剂过氧硝基盐Peroxynitrite(nitrotyrosine,NT表示)。课题组前期研究表明小鼠眼表持续使用NO供体后导致小鼠眼压显著升高,房水外流组织中NT表达显著升高。Peroxynitrite形成后会导致细胞DNA损伤,进而激活PARP1的表达,然而PARP1过度激活会导致细胞的凋亡和坏死。因此,为了提高NO降眼压的效果,降低NO引起的副作用,我们将研究一氧化氮通过Peroxynitrite-PARP1通路引起眼压升高的作用和分子机制。.主要研究内容包括:第一:研究NO-Peroxynitrite通路。构建了NO长期使用引起NT产生的模型,即合成纳米材料负载NO供体分子SNAP,合成SNAP@HMON,研究结果显示长时间作用产生过多NT,因此进一步引入抗硝化剂MnTMPyP,合成纳米材料HMMN,负载SNAP后合成SNAP@HMMN,并进一步完成功能和分子机制试验,结果表明SNAP@HMMN可以长效稳定的降眼压,并且降低了硝化损伤。第二:研究Peroxynitrite-PARP1通路。在高NT动物模型中,进一步使用PARP1抑制剂进行干预,结果发现PARP1抑制剂可以显著降低眼压。第三:研究PARP1引起眼压升高的作用和机制。构建PARP1过表达细胞模型,即使用慢病毒转染细胞,使细胞过表达PARP1,并进一步通过转录组测序的方法筛选差异表达基因。.本课题阐明了NO引起高眼压是通过生成了peroxynitrite,造成了硝化损伤;阐明了抗硝化剂的保护作用。在纳米材料HMON负载NO供体SNAP的同时,负载抗硝化剂MnTMPyP,不仅可以降低硝化损伤,还产生了协同降眼压作用;阐明了PARP1抑制剂的降眼压作用。NO生成peroxynitrite后进一步激活了PARP1,通过使用PARP1抑制剂,在高NT的动物模型中观察到显著的降眼压作用。
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