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高脂饮食诱导的2型糖尿病大鼠模型视网膜蛋白质组学研究:非增殖性糖尿病视网膜病变的靶点探寻

 

Authors Pang X, Bai S, Feng Z, Zhang Y, Hu B , Zhang Y 

Received 1 November 2024

Accepted for publication 25 February 2025

Published 17 April 2025 Volume 2025:19 Pages 2979—2999

DOI https://doi.org/10.2147/DDDT.S501318

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Editor who approved publication: Prof. Dr. Georgios Panos

作者:庞雪艺、拜思琼、冯指南、张玉敏、胡博杰、张琰

单位信息:天津医科大学眼科医院、眼视光学院、眼科研究所,国家眼耳鼻喉疾病临床医学研究中心天津市分中心,天津市视网膜功能与疾病重点实验室

 

目的:本研究旨在建立一种高脂饮食(HFD)诱导的2型糖尿病(T2DM)大鼠模型,并利用串联质谱标签(TMT)蛋白质组学技术寻找非增生性糖尿病视网膜病变(NPDR)的新型干预靶点。

方法:将6周龄的雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为两组:一组喂养高脂饲料以诱导T2DM,另一组喂养正常饲料作为对照组(NOR组)。6周后,确认T2DM组出现葡萄糖耐量受损,并腹腔注射小剂量链脲霉素(STZ30 mg/kg),同时监测血糖水平。继续喂养高脂饲料6周后,进行Evans蓝测定和暗适应电视网膜图(ERG)检查。收集大鼠视网膜进行形态学分析、TMT蛋白质组学分析和Western印迹分析。通过Western印迹验证选定差异表达蛋白(DEPs)在大鼠视网膜中的表达模式,并通过狭缝印迹在NPDR患者的房水中进行验证。

结果:经过12周的高脂饮食和STZ注射后,大鼠呈现出典型的T2DM症状。T2DM大鼠的视网膜出现NPDR的病理特征,包括暗视ERG受损、视网膜层变薄、视网膜凋亡增加和血管渗漏。蛋白质组学分析确定了DEPs,并揭示了T2DM大鼠视网膜中存在严重的血脂异常。通过Western印迹和狭缝印迹分别在大鼠视网膜和NPDR患者的房水中验证了FABP3TINAGL1COL4A3蛋白的显著上调。

结论:在高脂饮食诱导的与NPDR自然史和病理特征一致的T2DM大鼠模型中,通过蛋白质组学和生物信息学分析首次确定了FABP3TINAGL1COL4A3为视网膜中三个关键上调蛋白。这些发现得到了技术和临床验证的支持,并为NPDR干预提供了新型靶点。

 

团队简介:天津医科大学眼科医院胡博杰主任团队和张琰研究员团队多次合作,共探糖尿病视网膜病变的发病机制和新型干预措施。张琰研究员就职于天津医科大学眼科研究所,任转化医学实验室主任。主要研究方向为神经、血管性视网膜疾病的新型干预措施及其作用机制。在JAMA, JACC, Cir Res, Theranostics, BBA, Crit Rev Clin Lab Sci, IOVS等国际知名杂志以及中华期刊上发表文章157篇。胡博杰主任擅长玻璃体视网膜手术及眼底病的诊断与治疗,在人工智能应用于眼底病方面也有着深入的研究和丰富的实践经验。胡博杰主任即将履职天津医科大学朱宪彝纪念医院副院长,未来仍继续开展糖尿病视网膜病变的科研和临床工作。