细胞外GMFB通过非经典FAS-FAF1通路诱导溶酶体功能障碍在糖尿病视网膜病变早期的作用机制

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  本研究针对糖尿病视网膜病变(DR)早期溶酶体功能障碍的机制展开探索,首次鉴定FAS为细胞外GMFB的膜受体,揭示GMFB-FAS-FAF1-ATP6V1A轴通过泛素化降解H+ -ATPase导致溶酶体酸化的分子通路。通过siRNA筛选、分子对接和拮抗剂实验,证实FAS拮抗剂可逆转GMFB诱导的RPE细胞损伤,为早期DR治疗提供新靶点。

  

糖尿病视网膜病变(DR)作为全球劳动人群致盲的首要原因之一,其早期病理机制尚未完全阐明。随着糖尿病患者数量预计在2045年突破7亿,探索DR早期干预靶点迫在眉睫。既往研究发现,糖尿病早期玻璃体中胶质细胞成熟因子β(GMFB)水平异常升高,可通过抑制视网膜色素上皮细胞(RPE)的自噬功能导致神经退行性变,但GMFB的膜受体身份始终成谜。

同济大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究成果,通过创新性的siRNA文库筛选技术,首次鉴定凋亡相关表面抗原FAS为GMFB的功能性受体。研究采用免疫荧光共定位、分子对接模拟等技术证实二者的直接相互作用,发现FAS拮抗剂可显著逆转GMFB诱导的溶酶体损伤和自噬体累积。在机制层面,团队揭示GMFB通过FAS受体激活泛素连接酶FAF1,促使溶酶体酸化关键蛋白ATP6V1A发生泛素化降解,最终破坏溶酶体功能。

关键技术包括:1)基于ARPE19细胞的siRNA高通量受体筛选;2)免疫荧光示踪FITC标记GMFB的膜定位;3)STZ诱导的糖尿病动物模型验证;4)分子动力学模拟FAS-GMFB结合构象;5)ATP6V1A泛素化修饰检测。

【受体筛选】通过FITC标记示踪发现GMFB定位于RPE细胞膜,siRNA筛选将候选受体锁定为FAS。免疫共沉淀和表面等离子共振证实二者结合解离常数为3.2nM,分子对接显示GMFB的Glu56
与FAS的Tyr251
形成关键氢键。

【功能验证】FAS siRNA处理使RPE细胞对GMFB的溶酶体pH值升高(从4.5增至6.2)和LC3-II累积(减少38%)产生抵抗。在STZ糖尿病模型中,玻璃体注射FAS拮抗剂Met使视网膜电图b波振幅恢复至正常水平85%。

【机制解析】质谱分析发现GMFB刺激后ATP6V1A的Lys48
位泛素化增强3.7倍,FAF1敲除可阻断该过程。透射电镜显示Met处理组溶酶体形态完整率提升至72%,而模型组仅41%。

该研究首次绘制了"GMFB-FAS-FAF1-ATP6V1A"的完整信号通路,突破性地将凋亡受体FAS的功能拓展至溶酶体调控领域。临床转化方面,研究证实FDA已批准的FAS拮抗剂Met具有改善早期DR的潜力,为老药新用提供理论依据。此外,该发现对阿尔茨海默病等其它溶酶体相关疾病的治疗也具有启示意义。作者团队特别指出,针对ATP6V1A稳定性的调控可能成为神经退行性疾病治疗的共性策略。

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