《Scientific Reports》:Clinical characterization of CCT2 and its role in autophagy regulation during age-related macular degeneration
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【編輯推薦】為探究 CCT2 與 AMD 的關聯機制,研究人員分析 130 例 AMD 患者及 121 例正常供體轉錄組數據,結合細胞實驗發現 CCT2 在晚期 AMD 視網膜中顯著上調,與自噬通路相關,提示其或為 AMD 診斷標志物及潛在治療靶點。
年齡相關性黃斑變性(age-related macular degeneration, AMD)是全球老年人視力喪失的主要原因,其病理機制復雜,包括玻璃膜疣(drusen)沉積、視網膜色素上皮(RPE)細胞功能障礙及神經退行性變等。目前,針對 AMD 的治療手段有限,尤其是晚期 AMD(如地圖樣萎縮 GA 和脈絡膜新生血管 CNV)缺乏有效的病因治療方法。深入理解 AMD 的發病機制、尋找新的生物標志物和治療靶點成為亟待解決的醫學難題。
在這樣的背景下,山西醫科大學附屬山西眼科醫院的研究團隊開展了一項關于分子伴侶 TCP1 亞基 2(chaperonin containing TCP1 subunit 2, CCT2)在 AMD 中作用的研究。該團隊通過分析公共轉錄組數據(GSE29801 數據集,包含 130 例 AMD 患者和 121 例正常供體的視網膜及 RPE - 脈絡膜組織),結合體外細胞實驗,揭示了 CCT2 在 AMD 進展中的關鍵作用,相關成果發表于《Scientific Reports》。
研究人員主要采用了以下技術方法:
- 轉錄組數據分析:基于 GEO 數據庫的 GSE29801 數據集,根據 AMD 亞型(早期、中期、晚期)、年齡、性別及組織區域(黃斑 / 非黃斑)對樣本進行分類,分析 CCT2 的表達差異。
- 單樣本基因集富集分析(ssGSEA):探究 CCT2 與自噬相關基因集及 AMD 已知致病通路的相關性。
- 實時定量 PCR(qRT-PCR):在碘酸鈉(NaIO?)誘導的 661W photoreceptor-like 細胞模型中驗證 CCT2 的表達變化。
- 通路分析:利用 Reactome 數據庫進行 CCT2 相關通路富集,結合基因本體論(GO)和 KEGG 通路分析其功能。
研究結果
1. CCT2 表達與 AMD 臨床特征的關聯
- 亞型差異:CCT2 在晚期 AMD 的黃斑視網膜中表達顯著高于中期,在非黃斑視網膜中晚期亦顯著高于早期和中期(p<0.05)。
- 性別差異:男性非黃斑視網膜和黃斑 RPE 中 CCT2 表達高于女性,但與年齡無顯著相關性。
- 區域差異:視網膜層中黃斑區 CCT2 表達高于非黃斑區,而 RPE 層無顯著區域差異。
2. CCT2 作為晚期 AMD 生物標志物的潛力
- ROC 曲線分析顯示,CCT2 在區分晚期與非晚期 AMD 時,黃斑視網膜的 AUC 為 76.8%,非黃斑視網膜為 85.9%,提示其對晚期 AMD 具有較高的診斷價值。
3. CCT2 的功能與自噬通路的關聯
- 通路富集:Reactome 分析顯示 CCT2 主要參與蛋白質折疊、細胞器生物發生等過程,與自噬介導的玻璃膜疣清除密切相關。
- 基因關聯:CCT2 在視網膜中與 272(黃斑)和 950(非黃斑)個基因呈正相關,GO 分析顯示這些基因富集于線粒體裂變、自噬調控等生物學過程。
- 自噬相關基因交集:CCT2 與 CHMP2B(參與自噬體形成)呈正相關,與 VEGFA(濕性 AMD 關鍵因子)呈負相關,提示其可能通過調控自噬和新生血管影響 AMD 進程。
4. 體外實驗驗證
- NaIO?處理 661W 細胞后,qRT-PCR 證實 CCT2 表達顯著上調(p<0.01),與轉錄組數據一致,表明氧化應激模型中 CCT2 參與 AMD 相關病理過程。
研究結論與討論
本研究首次系統揭示了 CCT2 在晚期 AMD 中的表達特征及其與自噬通路的關聯。關鍵結論包括:
- CCT2 與 AMD 進展階段相關:其表達水平隨疾病進展升高,尤其在晚期 AMD 視網膜中顯著富集,提示其可能參與晚期病理過程如玻璃膜疣降解。
- 自噬調控作用:CCT2 通過作為自噬受體(結合 LC3)介導蛋白聚集體清除,其單體化機制(VLIR 基序暴露)在 AMD 中可能響應氧化應激,增強自噬活性以應對細胞內廢物積累。
- 潛在應用價值:CCT2 或可作為晚期 AMD 的獨立診斷標志物,且其與自噬、VEGFA 的關聯為 “通過調控自噬干預 AMD” 提供了新靶點。
研究同時指出,盡管 CCT2 在晚期 AMD 中表達升高,但個體間差異顯著,需更大樣本驗證;且其在 RPE 層的作用未被檢測到,可能與組織異質性或檢測靈敏度有關。此外,CCT2 與性別差異的關聯(男性表達更高)與 AMD 女性易感性的臨床現象是否相關,仍需進一步機制研究。
該研究為 AMD 的病理機制提供了新視角,尤其是 CCT2 在自噬 - 蛋白穩態網絡中的核心作用,為開發針對晚期 AMD 的分子靶向治療(如增強 CCT2 介導的自噬清除)奠定了基礎,同時強調了早期干預自噬通路在 AMD 防治中的潛在價值。