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天津市眼科醫(yī)院苑曉勇團隊在前囊下型白內障上皮間質轉化機制研究取得新進展
白內障是我國致盲率最高的眼部疾病,。白內障的特征是晶狀體結構破壞導致的晶狀體混濁,，如果不加以治療，最終可能導致視力喪失,。根據(jù)晶狀體發(fā)生混濁的部位可將白內障分為核型,、皮質型、囊下型和混合型白內障,。根據(jù)晶狀體上皮細胞纖維化發(fā)生的位置,，纖維化性白內障可分為前囊下白內障 (anterior subcapsular cataract, ASC）和后囊混濁（posterior capsular opacification, PCO)。創(chuàng)傷,、炎癥或輻射導致纖維化混濁積聚在晶狀體前囊下方,，導致ASC。電鏡研究發(fā)現(xiàn)ASC中上皮細胞活性增加,，形成肌成纖維細胞樣細胞和多層基底膜,。PCO是白內障超聲乳化與人工晶狀體植入最常見的并發(fā)癥之一，主要發(fā)生在白內障手術后數(shù)年內,，年輕患者的發(fā)病率很高,。白內障手術后，晶狀體前囊膜和赤道部殘留的晶狀體上皮細胞增殖,，遷移,，轉化為肌成纖維細胞表型，并在晶狀體后囊上分泌大量的細胞外基質蛋白,，導致PCO,。纖維化性白內障的致病機制目前尚不完全清楚。先前的一項研究用RNA測序的方法檢測了小鼠白內障手術后剩余晶狀體上皮細胞的基因表達變化情況,。結果顯示,，與對照組相比，術后剩余晶狀體上皮細胞中的精氨酸酶-1(arginase-1, ARG1）的表達明顯增加,。
為解答這一重要的科學問題,，天津市眼科醫(yī)院苑曉勇主任醫(yī)師團隊構建了小鼠和人晶狀體上皮細胞的ASC模型來模擬TGF-β2以及損傷導致的ASC，并使用人晶狀體前囊膜樣本來驗證相關基因差異表達,。該研究首次將ARG1確定為晶狀體纖維化的促纖維化因素,。敲低ARG1或藥理學阻斷ARG1通路可有效減少晶狀體上皮細胞collagen 1A1、fibronectin和vimentin的表達以及細胞遷移,。ARG1通過直接激活精氨酸酶途徑促進collagen 1A1的產生,，并通過減少NO的產生和增加超氧化物水平導致晶狀體上皮細胞發(fā)生纖維化,。ARG1抑制劑可減少小鼠晶狀體上皮細胞的纖維化以及晶狀體囊膜下斑塊的形成。因此這一研究結構為晶狀體上皮細胞纖維化相關的白內障的預防和治療提供了新的機制,。
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圖1. 在ASC患者中ARG1, collagen 1A1, vimentin, fibronectin和Ki67的表達增加
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圖2. 在CB-1158處理體外培養(yǎng)的小鼠晶狀體后,，晶狀體上皮細胞中fibronectin, α-SMA, collagen 1A1和vimentin的表達降低
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圖3. ARG1通過精氨酸酶途徑促進ASC的發(fā)展
研究論著“Arginase-1 promotes lens epithelial-to-mesenchymal transition in different models of anterior subcapsular cataract”發(fā)表在期刊Cell Communication and Signaling（影響因子8.4，2023年9月18日在線發(fā)表）,。
苑曉勇 主任醫(yī)師
醫(yī)學博士 博士生導師
天津市眼科醫(yī)院白內障中心負責人
國家百千萬人才工程人選,，國家人力資源和社會保障部“有突出貢獻中青年專家”，國務院特貼專家,，中華醫(yī)學會眼科學分會青年委員,，天津市131創(chuàng)新型人才第一層次及創(chuàng)新團隊學術帶頭人，天津市首屆津門醫(yī)學英才,，首屆天津名醫(yī),。
供稿：白內障中心
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