miR-22*和miR-135b在TGF-β1诱导的视网膜色素上皮细胞-间充质细胞转换过程中的作用机制

Proliferative vitreoretinopathy (PVR) is one of the major problems leading to blindness in patients with retinal detachments. An important event in the PVR is retinal pigment epithelial(RPE) to mesenchymal transition (EMT). Our previous studies have shown that Snail transcription factor plays a critical role in transforming growth factor-β1 (TGF-β1)-induced EMT in human RPE cells. The expression of miR-22* and miR-135b were changed significantly during this process. However, the regulatory mechanism of TGF-β1-miRNAs-EMT in RPE cells undergoing EMT is largely unknown. MicroRNAs (miRs) are endogenous, small, non-coding, regulatory RNAs. Growing evidence has indicated important roles for different miRs in regulating EMT during the development of cancer and fibrotic diseases. The PVR pathological process is similar to the development of cancer and fibrotic diseases. Therefore, we will investigate the role of miR-22* and miR-135b in EMT of RPE cells and the mechanisms which may exist. Basic molecular biology technology will be applied to conduct a full investigation and validation from RPE cell morphology and function, PVR animal models and clinical specimens. Completion of the project will clarify the regulatory mechanism of miRs in RPE cells EMT during PVR and will be a major breakthrough in the study of PVR pathogenesis. The specific inhibition of miRs may provide a new approach to treat and prevent PVR.

增生性玻璃体视网膜病变（PVR）是难治性致盲性眼病。其纤维疤痕化病理过程呈"瀑布式" 发展，其中视网膜色素上皮细胞（RPE）发生上皮-间充质细胞转换（EMT）是PVR启动和发展的关键。我们前期研究证实，在TGF-β1诱导RPE细胞发生EMT中Snail和miR-22*、miR-135b的表达发生显著变化，但是TGF-β1-miRs-EMT调控机制不清楚。miRs是内源性非编码小RNA，通过调控EMT过程决定肿瘤转移和纤维化疾病进展。PVR病理过程类似肿瘤生长和纤维化疾病。本项目将应用细胞和分子生物学等技术从RPE细胞形态与功能，PVR动物模型和临床标本三方面研究miRNA-22*和miR-135b调控RPE细胞发生EMT的机制。项目的完成将突破PVR发病机制研究中的难点问题，阐明RPE细胞向成纤维样细胞转换的调控通路，为PVR治疗提供新思路。

增生性玻璃体视网膜病变（PVR）是难治性致盲眼病，其主要特征是细胞性纤维膜组织在玻璃体和视网膜周围广泛增殖并收缩，最终对视网膜产生牵引导致视网膜结构和功能的严重损伤，发生不可逆性视力丧失。研究发现，视网膜色素上皮（RPE）细胞发生上皮-间充质细胞转换(EMT)是PVR病理过程中的重要事件，但具体调控机制尚未完全清楚。本项目主要研究微小RNA（miR）对RPE细胞EMT的调控作用及机制。研究通过重组人转化生长因子β1（TGF-β1）处理人RPE细胞建立体外EMT模型，采用miR芯片筛选出6条差异表达的miRs，包括miR-22*、miR-3138和miR-455-3p表达上调，miR-29b、miR-135b和miR-550a表达下调。因初期研究结果显示miR-29b是6条差异miRs中下调最明显，且miR-22*和miR-135b对RPE细胞EMT的调控作用不及miR-29b明显，故后续研究主要聚焦于miR-29b。进一步研究发现，miR-29b过表达可以显著抑制TGF-β1诱导的RPE细胞EMT，表现为上皮细胞标志物闭锁小带1和 E-钙粘素表达上调，而间质细胞标志物α-肌动蛋白表达下调。通过生物信息学分析，明确miR-29b下游靶点是丝氨酸/苏氨酸激酶2（Akt2）。干预Akt2后TGF-β1诱导的EMT消失。反之，miR-29b抑制剂直接作用RPE细胞，内源性miR-29b表达下调的同时，RPE细胞出现明显EMT变化，包括细胞形态由典型的卵圆形转变为长梭形，闭锁小带1和 E-钙粘素表达下调，而α-肌动蛋白表达显著增加，伴随细胞迁移能力增强。而阻断Akt2通路后，miR-29b抑制剂直接触发的RPE细胞EMT作用消失。此外，C级和D级PVR患者视网膜前膜及玻璃体样本中，miR-29b和E-钙粘素表达较对照下调，α-肌动蛋白和Akt2表达上调，呈现miR-29b与E-钙粘素的表达成正相关，与α-肌动蛋白及Akt2的表达呈负相关。综上，本项研究通过体外RPE细胞EMT模型及PVR患者临床样本，均证实miR-29b在PVR病理过程中，尤其是RPE细胞EMT过程中发挥重要调控作用，其作用主要通过下游靶分子Akt2实现。项目的顺利完成，为阐明PVR发病机制奠定了坚实的理论基础，也为将来预防和治疗PVR提供了新的思路，即miR-29b可能作为新的治疗靶点于将来应用于临床。