PEDF在糖尿病视网膜病变中的受体作用机制研究

Diabetic retinopathy (DR) is a common vascular complication of diabetes and a major cause of blindness. Pigment epithelium-derived factor (PEDF), a glycoprotein with anti-inflammatory, neuroprotective effects, is a potent endogenous anti-angiogenic factor. There are multiple receptors for PEDF, but its receptors and the mechanisms that play a role in DR therapy are not yet clear. Our previous studies have shown that single-molecule imaging in living cells can dynamically analyze the aggregation state, diffusion coefficient and dissociation time of receptor molecules in their physiological states, which helps to reveal the molecular mechanism of receptor activation. In this study, the expression and distribution of different PEDF receptors in the retina was determined; combining various cell models of DR, different PEDF receptor overexpression and knockdown were used to identify the main receptors involved in anti-inflammation, anti-oxidation and anti-angiogenesis in DR. Moreover, the effect of PEDF on the aggregation and dynamics of different receptors was detected in situ on the cell surface using single-molecule imaging. This study will provide a theoretical basis for further clinical transformation of PEDF and its polypeptides and find new targets for the treatment of DR.

糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病常见的血管并发症及主要的致盲性眼病。色素上皮衍生因子（PEDF）是有效的内源性抗新生血管因子，同时还具有抗炎和神经保护作用。PEDF存在多个受体，但其在DR治疗中发挥作用的受体及其机制尚未明确。我们前期研究显示活细胞单分子成像技术可在活细胞状态下对受体分子聚集状态、扩散系数及解离时间的变化进行动态分析，有助于揭示受体激活的分子机制。本研究将明确在视网膜中PEDF不同受体的表达与分布，结合DR多种细胞模型，通过高表达或敲减不同PEDF受体，明确PEDF在DR中发挥抗炎、抗氧化、抗新生血管形成作用的主要受体；并采用活细胞单分子成像技术，在细胞表面实时原位检测PEDF对不同受体聚集状态和运动规律的影响，分析其作用机制。本研究将为PEDF及其多肽的进一步临床转化提供理论依据，为DR的治疗提供新的靶点。

糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy, DR）是糖尿病最常见的血管并发症及主要的致盲性眼病。色素上皮衍生因子（PEDF）是一种内源性分泌型糖蛋白，具有抗新生血管、抗炎、抗氧化和营养神经等多种生物学活性。目前已被证实的PEDF受体有：层粘连蛋白受体、低密度脂蛋白受体相关蛋白6、脂肪甘油三酯脂肪酶、丛状蛋白结构域1、丛状蛋白结构域2和F1-ATP合酶β亚单位。由于PEDF受体众多且作用机制复杂，揭示不同受体所介导的信号通路，是PEDF实现临床转化的难点。. 本课题通过体内体外一系列实验探究不同PEDF受体的在不同年龄段小鼠视网膜和细胞上表达和分布情况，证实了不同PEDF受体在视网膜及血管内皮细胞上表达与分布存在差异，且进一步通过相关细胞实验发现层粘连蛋白受体是参与STAT3信号通路的主要受体。通过RT-PCR、WesternBlot及内皮细胞功能等实验证实了PEDF是VEGFR2血管生成信号的一个内源性抑制剂。同时建立了在血管内皮细胞上单分子水平实时追踪VEGFR-2聚集状态规律方法，应用该方法研究PEDF刺激前后血管内皮细胞上VEGFR2受体聚集状态变化情况。通过活细胞成像平台结合光遗传技术,实现在细胞和动物水平对细胞信号通路实时动态调控，并在动物水平实现对眼部疾病的光遗传治疗。本研究初步明确PEDF特定受体的作用机制，为其在眼部疾病治疗的临床转化提供更多理论依据。本项目基本实现预期研究目标，发表论文7篇。