Окислительный стресс по-разному влияет на апикальную и базолатеральную секрецию ангиогенных факторов из ИПСК человека.

Aug 23, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 12694 (2022) Цитировать эту статью

1266 Доступов

3 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Пигментный эпителий сетчатки (ПЭС) представляет собой поляризованный монослой, который секретирует факторы роста и цитокины в направлении апикальной части сетчатки и базолатеральной сосудистой оболочки. Многочисленные белки, секретируемые РПЭ, связаны с патогенезом возрастной дегенерации желтого пятна (ВМД). Целью данного исследования было определить дифференциальный апикальный и базолатеральный секретом клеток РПЭ, а также влияние окислительного стресса на направленную секрецию белков, связанных с ВМД и ангиогенезом. Тандемную масс-спектрометрию использовали для профилирования белков в апикальных и базолатеральных кондиционированных средах iPSC-RPE человека. Изменения секреции после окислительного стресса, вызванного H2O2 или трет-бутилгидропероксидом (tBH), исследовали с помощью ELISA и вестерн-анализа. Из 926 дифференциально секретируемых белков 890 (96%) были более апикальными. Окислительный стресс изменил секрецию множества факторов, участвующих в AMD и неоваскуляризации, и способствовал созданию проангиогенного микроокружения за счет увеличения секреции проангиогенных молекул (VEGF, PTN и CRYAB) и снижения секреции антиангиогенных молекул (PEDF и CFH). ). Апикальная секреция влияла больше, чем базолатеральная для PEDF, CRYAB и CFH, тогда как на базолатеральную секрецию влияла больше VEGF, что может иметь значение для хориоидальной неоваскуляризации. Это исследование закладывает основу для изучения дисфункциональной секреции поляризованного белка РПЭ при ВМД и других хориоретинальных дегенеративных заболеваниях.

Несмотря на достижения в лечении, ВМД остается ведущей причиной слепоты в США у взрослых старше 651 года. Хотя первичные патомеханизмы ВМД обсуждаются, заболевание на клеточном уровне характеризуется дисфункцией РПЭ и метаболическим стрессом, накоплением отложения суб-RPE, вышележащая гибель фоторецепторов и основная гибель эндотелиальных клеток хориоидеи и последующее истончение хориоидеи. Пигментный эпителий сетчатки (ПЭС) является обильным секретором факторов роста и цитокинов, поляризованных по отношению к фоторецепторам на апикальной стороне и хориоидальной сосудистой сети на базолатеральной стороне. Нарушения секреции белков, направленных на РПЭ, связаны с хориоретинальной дегенерацией, включая AMD2. Эти предыдущие исследования показывают, что клетки РПЭ секретируют фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), который способствует ангиогенезу, в направлении сосудистой оболочки и фактор, производный пигментного эпителия (PEDF), который ингибирует ангиогенез, в направлении фоторецепторов3. Дополнительные белки с аллелями риска AMD, такие как фактор комплемента H и фибулин 5, также направленно секретируются клетками RPE2,4. Кроме того, РПЭ демонстрирует направленную секрецию белков, кодируемых генами менделевской болезни, таких как TIMP3 и EFEMP1, которые вызывают макулярную дистрофию Сорсби и сотовую макулярную дистрофию Дойна соответственно5,6.

Поляризованный секретом клеток РПЭ не полностью документирован, и остается неизвестным, какие дополнительные белки, секретируемые РПЭ, могут влиять на здоровье сетчатки и хориоидеи. Во многих предыдущих исследованиях секретома РПЭ использовались традиционные клеточные культуры на пластиковых лунках и, таким образом, исследовались только апикальные кондиционированные среды и не были обнаружены базолатеральные секретируемые белки, которые могут влиять как на неоваскуляризацию хориоидеи, так и на дегенерацию хориоидеи при географической атрофии7,8,9. Более поздние исследования изучали как апикальную, так и базолатеральную секрецию белка, поскольку понимание дифференциально поляризованного секретома клеток РПЭ является основополагающим для исследований дисфункциональной секреции белка при ВМД и других хориоретинальных дегенеративных заболеваниях10,11. Целью этого исследования является дальнейшее изучение направленной секреции белков РПЭ и того, как окислительный стресс может влиять на поляризованную секрецию белков, важных при ВМД. Линию RPE, полученную из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (iPSC), выращивали на проницаемых подложках, что позволяло оценить как апикальный, так и базолатеральный профиль секретируемых белков, уделяя особое внимание тем белкам, которые, как известно, функционируют внеклеточно и, следовательно, потенциально влияют на соседние фоторецепторы и хориоидею. сосудистая сеть. Используя модели окислительного стресса H2O2 и трет-бутилгидропероксида (tBH), мы демонстрируем изменения в направленной секреции белков RPE, которые могут способствовать неоваскуляризации.