IL-18通过p38/JNK间crosstalk介导VEGF表达在糖尿病视网膜病变中的作用机制研究

Diabetic retinopathy (DR) is one of the most severe microvascular complications of diabetes and common causes of visual impairment. Müller cells and vascular endothelial growth factor (VEGF) play an important role in the developing of DR, but inhibit VEGF alone could not effectively block DR progression. In our previous studies, both intravitreous IL-18 and VEGF were elevated in patients with PDR, which were closely correlated in active proliferative DR. Besides, we also had found that Müller cells were able to express interleukin-18 (IL-18) and VEGF expression could be induced by IL-18, they were both associated with complicated MAPK signal system including JNK, p38 MAPK pathway, but the exact molecular mechanism remains unclear now. We will use Müller cells and DR model to study the influencing mechanism of IL-18 on Müller cells’ biological behavior and VEGF expression in the microenvironment of hyperglycemia. In this study we mainly focus on the p38, JNK signaling pathway and various signal regulated kinases, regulation and control of upstream and downstream signals, and whether there is crosstalk among the signals, kinases. By blocking the key points of the pathway in the DR model, we aim to explore the role of crosstalk between p38/JNK MAPK in the DR, through that we will clarify the critical mechanism of interaction between IL-18 and VEGF and provide a new theory for the prevention and control of DR.

糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病最严重的微血管并发症及常见致盲原因之一。Müller细胞与血管内皮生长因子（VEGF）在其中起重要作用，但单纯抑制VEGF无法有效阻断病情进展。课题组前期研究发现DR患者玻璃体液中IL-18与VEGF的水平呈剂量正相关性，培养的Müller细胞可表达IL-18，IL-18可以诱导VEGF表达且两者均与MAPK复杂信号系统有关，但目前其确切的分子机制尚不明确。本项目拟用Müller细胞和DR模型，以IL-18为切入点，探索高糖环境下IL-18对Müller细胞生物学行为及VEGF表达的影响机制；重点研究p38、JNK等信号通路及其调节激酶、上下游调控及互相之间是否存在crosstalk；通过阻断DR模型中的关键节点，以明确p38/JNK间crosstalk机制在DR中的作用，进一步阐明IL-18与VEGF相互作用的关键机制，寻找并证实可以作为DR防治的新靶点。

糖尿病视网膜病变（Diabetic retinopathy，DR）是糖尿病最严重的微血管并发症及常见致盲原因之一。项目前期研究发现增殖期视网膜病变患者玻璃体液中IL-18与VEGF表达水平呈剂量正相关性；且有研究表明两者均与MAPKs复杂信号系统有关，但其中确切的分子机制目前尚不明确。因此本项目利用视网膜细胞和DR小鼠模型，以JNK为切入点，探索JNK/NF-κB 信号通路在 DR 中的作用机制，并通过阻断该通路来验证其对 DR 中视网膜损害的保护作用，以期为 DR 的防治提供新靶点。在本研究中，我们揭示了 IL-18 通过 JNK/NF-κB 信号通路促进靶细胞中 VEGF高表达的调控机制，证实阻断 JNK 信号通路可以减少糖尿病小鼠中视网膜荧光素渗漏、OPs（振荡电位波）振幅的减少及视网膜各层形态的破坏，从而为血管生成依赖性疾病如DR提供了一种新型治疗策略。此外，完成项目既定研究目标同时，我们也在其他相关领域取得了重要成果：1).本课题成功构建一种基于曲安奈德（TA）药物本身的新型温敏性超分子水凝胶，有效降低了 TA 的毒副作用，并可显著抑制及减轻炎症的发生发展，为解决眼科临床上曲安奈德单一剂型及其赋形剂安全性等问题提供技术支持；2).研发并优化了一系列基因编辑工具，如SaCas9-RNP、FnCpf1、efSaCas9等，以期研发 DR 新型临床治疗方法；3). 发现丹参酮ⅡA 磺酸钠（STS）能明显改善早期糖尿病小鼠的糖尿病症状、视功能和视网膜结构损伤，为不同阶段糖尿病患者临床治疗提供了实验依据。以上研究成果为DR的治疗奠定了坚实的基础。