MBD2缺乏通过miR-345-5p/atf1轴减轻高糖损伤和链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠视网膜细胞凋亡

糖尿病视网膜病变(DR)仍然是劳动年龄人群致盲的主要原因。目前，视网膜病变的临床特征是明显的血管异常，而且微血管并发症可引发不可逆的视网膜损伤。DNA甲基化被认为在糖尿病视网膜病变的发生发展中起重要作用。在此，本研究的目标是研究甲基-CpG结合域蛋白2(Mbd2)在糖尿病早期视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡中的确切作用。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.10.026.

首先，作者评估了HG是否能诱导Mbd2的表达。Western blotting分析显示，在HG刺激后24h和72h，原代RGCs中Mbd2的表达水平明显升高。如前所述，mbd2已被报道在脑缺血后的脑组织中高表达，并在大鼠海马中诱导表达。活体免疫荧光图像还显示，STZ诱导的糖尿病后12周，Mbd2在RGC层的表达水平增加。

有趣的是，在视网膜的内核层和外核层也观察到了这种变化，这意味着Mbd2在其他视网膜细胞中的功能可能需要进一步研究。最近的一项研究表明，在万古霉素引起的急性肾损伤中，mbd2基因的缺失改善了人肾小管上皮细胞的凋亡。在本研究中，作者证明了Mbd2siRNA在体外和Mbd2基因敲除小鼠体内都能改善HG条件下RGCs的凋亡。这些数据表明，Mbd2至少在一定程度上介导了糖尿病视网膜神经细胞凋亡的进程。

接下来，作者研究了Mbd2在HG诱导的视网膜细胞凋亡发病机制中的作用机制。有趣的是，非编码RNA，特别是miRNAs，显示出更广泛的与表观遗传调控的联系，许多miRNAs已知受到表观遗传修饰的调控，包括DNA甲基化。Mbd2是一种甲基化的CpG结合蛋白。最近的一项研究报道miR-301a-5p在万古霉素诱导的急性肾损伤中受表观遗传机制的调控，Mbd2与miR-301a-5p启动子区域的甲基化CpG结合，从而抑制其甲基化。

作者还对参与细胞凋亡过程的miR-345-5p的靶基因进行了研究。已知miRNAs通过与靶mRNA的30UTR结合，在转录后调节基因表达。基于miRBase，来自先前研究的数据，作者关注atf1，它激活基因，包括braf，nras，myc，birc2，daam1，maml2，stat1，id1和nkd2，与细胞凋亡，wnt，TGF-b和MAPK通路相关，这些作用协同增加了结直肠癌的风险。

Sirna缺失atf1基因可显著加重hg诱导的视网膜节细胞凋亡，并使裂解的caspase3表达水平增加，表明atf1是一种抗凋亡因子。这些结果表明miR-345-5p在HG损伤后视网膜细胞死亡的发病机制中以抗凋亡基因atf1为靶点。有趣的是，Mbd2 siRNA过表达miR-345-5p可以部分逆转HG诱导的RGCs凋亡水平的降低。

Mbd2通过miR-345-5p/atf1轴调控HG诱导的视网膜节细胞凋亡机制示意图

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.10.026.

在目前的研究中，作者直接研究了Mbd2在HG和糖尿病视网膜中RGCs凋亡机制中的作用。本研究首次报道了Mbd2介导HG诱导的视网膜节细胞凋亡。在体内，Mbd2基因敲除小鼠显著降低stz诱导的RGCs凋亡;这伴随着视觉功能的部分改善。机制上，作者发现Mbd2通过抑制启动子甲基化直接上调miR345-5p的表达，从而导致HG诱导的视网膜神经细胞凋亡。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Yanni Ge et al. Mbd2 deficiency alleviates retinal cell apoptosis via the miR-345-5p/Atf1 axis in high glucose injury and streptozotocin-induced diabetic mice. Mol Ther Nucleic Acids. 2021 Nov 3; 26:1201-1214. doi: 10.1016/j.omtn.2021.10.026.