REF-1在新生血管性眼病中的过表达及其抑制剂研究

REF-1在新生血管性眼病中的过表达及利用其新型抑制剂的靶向治疗

学术背景

新生血管性年龄相关性黄斑变性(neovascular age-related macular degeneration, nAMD)是一种常见的致盲性眼病,主要影响60岁以上的老年人。nAMD的特征是视网膜下新生血管的形成,导致视网膜出血、渗出和视力丧失。目前,抗血管内皮生长因子(VEGF)药物是nAMD的主要治疗方法,但部分患者对这类药物反应不佳,且长期使用可能引发耐药性和副作用。因此,寻找新的治疗靶点和药物成为当前研究的重点。

氧化还原因子-1(reduction-oxidation factor-1, REF-1),也称为无嘌呤/无嘧啶内切酶1(apurinic/apyrimidinic endonuclease 1, APE1),是一种具有双重功能的蛋白质。它不仅参与DNA修复,还通过其氧化还原活性调控多种转录因子(如NF-κB、HIF-1α和STAT-3),从而影响炎症、血管生成和细胞存活等过程。REF-1在多种癌症和炎症性疾病中的作用已被广泛研究,但其在眼病中的功能尚未完全阐明。本研究旨在探索REF-1在nAMD中的作用,并验证一种新型REF-1抑制剂APX2009的治疗潜力。

论文来源

本论文由来自多个研究机构的团队合作完成,主要作者包括Anbukkarasi Muniyandi、Gabriella D. Hartman、Kamakshi Sishtla等。研究团队来自美国印第安纳大学医学院、阿拉巴马大学伯明翰分校、多伦多大学等机构。论文于2025年发表在《Angiogenesis》期刊上,题为“REF-1 is overexpressed in neovascular eye disease and targetable with a novel inhibitor”。

研究流程与结果

1. REF-1在nAMD中的表达

研究首先通过免疫组化技术检测了nAMD患者和健康对照者视网膜及脉络膜中REF-1的表达。结果显示,nAMD患者的视网膜色素上皮(RPE)和视网膜各层(如内颗粒层、外颗粒层)中REF-1的表达显著高于健康对照者。此外,REF-1与多种细胞类型(如RPE细胞、光感受器细胞、Müller胶质细胞等)的标记物共定位,表明REF-1可能在nAMD的多种病理机制中发挥作用。

2. REF-1在小鼠模型中的表达

为了进一步验证REF-1在新生血管性眼病中的作用,研究团队使用了两种小鼠模型:激光诱导的脉络膜新生血管(laser-induced choroidal neovascularization, L-CNV)模型和Vldlr-/-小鼠的自发性视网膜下新生血管(subretinal neovascularization, SRN)模型。结果显示,在L-CNV模型中,REF-1在新生血管病灶及其周围区域显著过表达,并与血管标记物GS-IB4共定位。在Vldlr-/-小鼠中,REF-1的表达在SRN病灶中显著上调,并与缺氧标记物Hypoxyprobe共定位,提示REF-1可能在缺氧驱动的血管生成中起关键作用。

3. APX2009与REF-1的相互作用

研究团队通过核磁共振(NMR)和分子对接技术研究了APX2009与REF-1的相互作用。NMR结果显示,APX2009与REF-1的多个残基(如Asp70、Gln137、Ser164等)发生化学位移扰动,表明APX2009直接结合到REF-1的氧化还原活性位点。分子对接分析进一步揭示了APX2009在REF-1表面的结合模式,支持其作为REF-1抑制剂的潜力。

4. APX2009的抗血管生成作用

在体外实验中,APX2009显著抑制了多种内皮细胞(如人脉络膜内皮细胞、脑微血管内皮细胞和人脐静脉内皮细胞)的增殖、迁移和管状结构形成。此外,APX2009通过阻滞细胞周期G1/S期,抑制了内皮细胞的增殖。这些结果表明,APX2009通过抑制REF-1的氧化还原活性,阻断了血管生成的关键步骤。

5. APX2009的体内疗效

在小鼠L-CNV模型中,玻璃体内注射APX2009显著减少了新生血管病灶的体积和荧光素渗漏,效果与抗VEGF药物相当。在Vldlr-/-小鼠的SRN模型中,腹腔注射APX2009显著降低了新生血管病灶的数量和面积,并下调了缺氧诱导的碳酐酶9(CA9)的表达。这些结果进一步证实了APX2009在抑制新生血管生成中的潜力。

6. APX2009的安全性

研究还评估了APX2009对人诱导多能干细胞衍生的视网膜神经节细胞(hPSC-RGCs)的毒性。结果显示,APX2009在高达1 µM的浓度下对RGCs无毒性,表明其在治疗剂量下具有良好的安全性。

结论与意义

本研究首次系统性地揭示了REF-1在nAMD和新生血管性眼病中的过表达及其在血管生成和炎症中的关键作用。通过NMR和分子对接技术,研究团队证实了APX2009作为REF-1抑制剂的潜力,并在体外和体内实验中验证了其抗血管生成效果。APX2009不仅能够有效抑制新生血管的形成,还具有良好的安全性,为nAMD的治疗提供了新的思路。

研究亮点

  1. REF-1在nAMD中的过表达:首次在人类nAMD和小鼠模型中系统性地揭示了REF-1的过表达及其在血管生成和炎症中的作用。
  2. APX2009的新型作用机制:通过NMR和分子对接技术,揭示了APX2009与REF-1的结合模式,为其作为REF-1抑制剂提供了结构基础。
  3. APX2009的多重抗血管生成作用:APX2009不仅抑制内皮细胞的增殖和迁移,还通过阻滞细胞周期抑制血管生成。
  4. APX2009的体内疗效与安全性:在小鼠模型中,APX2009显著减少了新生血管病灶,且对RGCs无毒性,展示了其作为新型治疗药物的潜力。

其他有价值的信息

本研究的发现不仅为nAMD的治疗提供了新的靶点和药物,还为其他与REF-1相关的疾病(如癌症和炎症性疾病)的研究提供了新的思路。未来,APX2009的临床转化研究将为其在眼科和其他领域的应用奠定基础。