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高眼压骤降激活TRPV4介导的“力-化学信号”转导致角膜内皮损伤的机制研究

批准号:
82070920
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
毕燕龙
依托单位:
学科分类:
角膜及眼表疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
毕燕龙

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
角膜内皮具有维持角膜-房水屏障的重要功能,损伤后不可再生。当眼压显著升高时,角膜内皮损伤可源于高压态压迫或前房穿刺后的急性眼压骤降,但当前对后者的损伤机制尚不明确,更无法避免。我们依据多中心临床研究及动物实验结果提出假设:角膜内皮存在类似“缺血再灌注”等从异常微环境快速恢复后,损伤加重的现象,即高眼压快速降低相关的“高眼压骤降”损伤。我们也发现这一过程伴大量细胞凋亡,及压力敏感性通道TRPV4表达量显著增加。本申请拟从物理和生物化学角度,在分子、细胞和组织水平探究高眼压骤降致角膜内皮损伤过程中,前房流场突变这一应力启动后,TRPV4介导的“力-化学信号”转导引起细胞钙超载,进而通过下游PI3K/Akt信号通路调控细胞屏障结构,及通过细胞应激调控凋亡等具体机制,将为压力相关性角膜内皮病变提供潜在治疗靶点的同时,也为压力依赖性角膜内皮的体外构建提供理论参考,具有重要的科学意义。
英文摘要
TThe corneal endothelium is essential for the maintenance of cornea-aqueous barrier and it can’t regenerate after the injury. When the intraocular pressure increased significantly, the injury of corneal endothelial cells could be caused by itself or intraocular hypertension plunging after treatment. But the mechanism of the latter still remains unknown and inescapable so far. Based on multi-centric clinical study and preliminary animal experiment, we posit that corneal endothelium can be damaged further when intraocular hypertension is reduced to a normal level rapidly (intraocular hypertension plunging), which is similar to ischemia reperfusion. In this circumstance, pressure-sensitive ion channel TRPV4 is over expressed with lots of apoptotic corneal endothelial cells. So the current project will illuminate the mechanism of calcium overload in PI3K/Akt pathway regulating cellular barrier and cellular stress regulating apoptosis after flow field in the anterior chamber changing activates TRPV4-mediated mechano-chemical signal pathway on molecular, cellular and tissue levels from physical and biochemical standpoints during intraocular hypertension plunging. Our results will not only provide a potential therapeutic target for the treatment of pressure-related corneal endothelium injury, but also provide theoretical reference for in vitro construction of pressure-dependent corneal endothelium, which is of great significance.
病理性急性眼压升高是临床常见现象,如青光眼、硅油眼体位控制不佳、膨胀气体玻璃体腔填充后、角膜内皮移植后气泡性瞳孔阻滞等,控制眼压是急性及慢性眼压增高后的首要治疗措施。异常眼压不仅会对视神经造成损伤,作为直接受力者之一的角膜内皮细胞(Corneal Endothelial Cells, CECs)也受影响,临床证据指向持续高眼压、波动眼压都会造成CECs损伤。异常眼压引起的CECs损伤是多因素共同调控的复杂过程,阐明其分子调控机制以及内皮组织的保护修复是目前亟待解决的科学问题。TRPV4(Transient receptor potential vanilloid 4)是瞬时受体电位家族的 V 型亚家族成员,是一种非选择性阳离子通道,广泛存在于包括 CECs 在内的多种细胞膜上,参与感知温度、机械应变和渗透压调节。TRPV4参与多种应力相关疾病,如软骨应力劳损和肺高压等,但在高眼压角膜内皮损伤中未见报道。本项目拟利用高压细胞培养装置和高眼压动物模型等体内外模型,结合TRPV4特异性小分子抑制剂、抗氧化剂等抑制相关下游靶点,探讨TRPV4在高眼压下调控CECs损伤的生物学作用。揭示TRPV4在高眼压CECs损伤中诱导氧化应激和细胞死亡的作用机制,为全新药物靶点的开发提供科学依据。研究发现,急性高眼压持续和骤降均会引起角膜内皮TRPV4表达水平升高,体内实验证明异常眼压诱导CECs形态和功能不可逆改变,并通过诱导细胞氧化抗氧化失衡,最终诱导CECs凋亡。玻腔注射小分子抑制剂HC067抑制TRPV4通道活性,可有效抑制CECs细胞密度降低和形态改变,保护细胞功能和细胞间连接完整性。同样,在体外高压培养体系中验证,高压培养激活CECs细胞膜TRPV4通道开放,通过增加钙离子内流,诱发细胞线粒体功能障碍和氧化应激,最终导致CECs焦亡。使用TRPV4小分子抑制剂HC067、胞外钙离子螯合剂BAPTA和抗氧化剂均可抑制CECs焦亡。上述研究结果为异常眼压性角膜内皮损伤的发病机制研究拓宽了理论边界,为新的治疗药物靶点开发提供了坚实的科学依据和数据支持。
高眼压骤降激活TRPV4介导的“力-化学信号”转导致角膜内皮损伤的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    毕燕龙
  • 依托单位:
在体角膜上皮细胞去分化追踪及相关生物学特性的研究
  • 批准号:
    81470028
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    毕燕龙
  • 依托单位:
超顺磁标记无载体FCEC移植膜片及示踪的研究
  • 批准号:
    30973247
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    毕燕龙
  • 依托单位:
国内基金
海外基金