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中国之声丨张敬法教授团队联袂金海鹰教授团队发现：黄酮类药物可有效抑制激光诱导小鼠视网膜下纤维化和上皮间质转化

2023-06-21 17:37:00
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编者按：视网膜下纤维化（subretinal fibrosis, SF）是新生血管性年龄相关性黄斑变性（neovascular age-related macular degeneration, nAMD）患者视力丧失的关键原因，即使接受足够的抗血管内皮生长因子（anti-vascular endothelial growth factor, anti-VEGF）治疗，仍有部分患者预后不佳。目前，临床上缺乏有效的方法来预防或治疗nAMD继发的SF。近日，上海市第一人民医院眼科张敬法教授团队和上海市东方医院眼科金海鹰教授团队发表了题为“Luteolin inhibits subretinal fibrosis and epithelial-mesenchymal transition in laser-induced mouse model via suppression of Smad2/3 and YAP signaling”的文章，研究发现木犀草素可通过抑制Smad2/3和YAP信号通路减轻激光诱导小鼠模型的SF和上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）。该研究发表在中科院1区SCI期刊Phytomedicine上。

研究背景

当前，anti-VEGF药物已成为治疗nAMD的一线疗法，可有效消退脉络膜新生血管（choroidal neovascularization, CNV）并改善患者视力。然而，即使接受足够的anti-VEGF治疗，仍有部分患者预后不佳，其中SF是anti-VEGF治疗不敏感并导致患者视力差的关键原因。目前，临床上还缺乏有效的方法来预防或治疗nAMD继发的SF。在CNV向纤维血管病变转化的过程中，活化的肌成纤维细胞异常生成大量病理性细胞外基质，其中视网膜色素上皮（retinal pigment epithelial, RPE）细胞发生EMT被认为是SF中肌成纤维细胞的主要来源，因此抑制EMT可作为防治SF的潜在策略之一。

木犀草素（luteolin）是一种天然黄酮类化合物，存在于多种植物中，尤其是水果和蔬菜中，包括胡萝卜、芹菜、紫苏叶、甜椒、菊花、欧芹、西兰花和洋葱叶等。很多研究已证明木犀草素具有多种生物学效应，包括抗炎症、抗过敏、抗氧化应激、抗菌、抗癌、以及抗EMT等作用。在眼科领域，一项研究表明在H2O2诱导的RPE细胞模型（模拟干性AMD）中，木犀草素通过激活Nrf2和AKT/GSK-3β通路减轻EMT。然而，目前尚不清楚木犀草素是否能预防或抑制nAMD中的SF和EMT。

本研究旨在探讨木犀草素对激光诱导的小鼠模型和TGFβ1诱导的RPE细胞模型中SF和EMT的影响和可能机制。

研究方法和结果

本研究第一作者张朝阳博士和章尧博士利用激光诱导的小鼠模型和TGFβ1诱导的RPE细胞模型，检测了木犀草素的抗纤维化和抗EMT效果。研究发现：

动物实验显示，玻璃体腔内注射木犀草素（低、中、高浓度）可有效抑制激光诱导小鼠的CNV和SF（图1），并显著抑制EMT（详见原文）。

图1. 玻璃体腔注射木犀草素对激光诱导小鼠CNV和SF的作用。（A）木犀草素的化学结构。（B）采用Western blot技术检测玻璃体内注射不同剂量的木犀草素（1μl；50、100或200μM）或阳性对照抗纤维化药物RO4929097（RO，1μl，100μM）对激光诱导小鼠（激光后第七天）RPE脉络膜复合物中collagen I蛋白表达量的影响。（C）各组大鼠RPE脉络膜复合物中IB4和collagen I的免疫染色结果，以及（D）CNV和（E）SF体积的定量分析。

细胞实验进一步验证了动物实验的结果，即木犀草素能显著抑制TGFβ1诱导的RPE细胞EMT（图2）。

图2. 木犀草素在TGFβ1诱导的人原代RPE细胞（phRPE）中对EMT相关分子和上皮标志物的调控作用。（A）Western blot检测木犀草素（20 μM）共处理对TGFβ1（10 ng/ml）诱导的人原代RPE细胞（48小时）中α-SMA、fibronectin和E-cadherin表达量的影响。（B）Western blot评价不同处理条件下phRPE细胞中ZO-1、N-cadherin和vimentin的蛋白水平改变。（C）免疫荧光检测不同组phRPE细胞中α-SMA、ZO-1、fibronectin和E-cadherin的蛋白表达变化。

在机制研究中，木犀草素在TGFβ1诱导的RPE细胞模型中能显著下调p-Smad2/3，并显著上调p-YAP的蛋白水平；而对p-p38无显著影响（图3），提示木犀草素可能通过抑制Smad2/3和YAP通路发挥其抗EMT作用。

图3. 木犀草素在TGFβ1诱导的phRPE细胞中发挥抗EMT作用的潜在分子机制。（A）Western blot分析TGFβ1（10 ng/ml）处理phRPE细胞不同时间后（0.5-3小时），Smad2/3、p38和YAP的磷酸化水平变化。（B）图A结果的定量分析。木犀草素共孵育对phRPE细胞上述三条信号通路的调控作用，包括（C）Smad2/3、（D）YAP和（E）p38。

研究结论

木犀草素通过抑制Smad2/3和YAP通路，进而发挥其抗纤维化和抗EMT的保护作用（图4）。该研究表明，天然黄酮类化合物可作为治疗nAMD等纤维血管类疾病的一种新的潜在药物。

图4. 木犀草素抑制激光诱导小鼠模型SF和EMT的分子机制图

原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S094471132300226X?via%3Dihub

作者介绍

通讯作者：张敬法教授

上海市眼科研究所副所长。研究员，副主任医师，博士研究生导师，哈佛大学医学院博士后，上海市浦江人才。上海市医学会眼科专科分会视觉研究学组组长、中国医师协会眼科医师分会第五届委员会基础研究与临床转化副主任委员（兼秘书）、中国老年医学学会眼科分会青年委员会副主任委员、上海市生物医药行业协会精准医疗专业委员会常委等。临床及科研方向为眼底病发病机制及治疗，聚焦糖尿病视网膜病变和年龄相关性黄斑变性。

通讯作者：金海鹰教授

上海市东方医院眼科主任。主任医师，德国海德堡大学医学博士，博士研究生导师。研究方向为白内障与玻璃体视网膜疾病的基础与临床。承担并完成国家自然科学基金、上海市科委、上海市申康临床研究重大项目、上海市卫健委等科研项目，教育部留学回国人员科研启动基金、人事部留学回国人员择优资助基金等。现承担上海市科委项目、上海市卫健委项目及上海申康医院管理中心重大项目、上海市卫健委科研项目等。现担任中华眼科学会青年委员、中华眼科学会白内障学组委员、中国眼科医师协会白内障学组委员、中国显微外科医师分会眼科学组委员、上海市白内障学组副组长。

第一作者：张朝阳博士

上海市第一人民医院眼科科研助理，上海市医学会眼科专科分会视觉研究学组委员。科研方向为糖尿病视网膜病变和年龄相关性黄斑变性的发病机制及治疗。已发表SCI论文25篇，其中以第一作者发表在Invest Ophthalmol Vis Sci、Pharmacol Res、Phytomedicine、Clin Exp Ophthalmol等杂志上。