3 讨论
Egr-1属即刻早期基因家族,是一重要的早期转录因子[2-3]。细胞中的即刻早期基因能介导细胞的生长与分化,当细胞受到生长因子、离子射线、细胞因子等刺激引起膜去极化时,本来处于休眠状态的即刻早期基因很快被激活,导致细胞的增殖,对细胞生长分化和损伤修复起重要作用。
本实验观察到,未划破前囊膜的轻微划伤在短时间内可诱导小鼠晶状体上皮细胞Egr-1蛋白和mRNA的表达,提示对前囊膜的机械刺激可快速激活晶状体上皮细胞的转录活性。活化的Egr-1与靶基因启动子上特异结合位点作用而调控不同靶基因的转录。目前已证实至少有30多种基因的转录需要Egr-1参与,包括与细胞生长分化和细胞凋亡、炎性细胞趋化、免疫刺激等相关的多种基因[3]。Egr-1的生物学功能主要是通过激活或抑制这些靶基因的表达实现的。Egr-1对同一基因在不同类型细胞中表达的调控效应也可不同。目前推测Egr-1对靶基因的调控作用与下列因素有关:?譹?訛细胞类型。?譺?訛靶基因种类。?譻?訛靶基因启动子上Egr-1结合位点的数量、相对位置,靶基因启动子与多个转录因子等的相互作用能力。?譼?訛Egr-1磷酸化状态影响其与DNA及蛋白结合能力。但Egr-1的活化究竟可调控晶状体上皮细胞的哪些基因的转录,这些基因的转录对上皮细胞生物学性状的影响等问题还需要深入的研究。
我们的实验发现,在划伤后1 h,Egr-1 mRNA的表达较0.75 h时略有减低,随后表达又升高。Egr-1表达的升高,是因为刺激引起细胞膜去极化,激活了Egr-1基因[2]。Egr-1表达的减低,可能是因为Egr-1蛋白通过与Egr-1基因启动子区域相结合而下调自身的表达,这是一种自身调节的作用[4-5]。
在晶状体中,Egr-1表达的升高可能与晶状体细胞的损害有关[6]。在紫外线照射[7]和硒诱导的白内障模型[6]中,Egr-1的表达上调。在过氧化氢刺激后,人晶状体上皮细胞系CD5A细胞Egr-1蛋白的表达增加[8]。研究表明,一些DNA损伤的因素,如离子和紫外线照射,可诱导Egr-1的表达[9-10]。与这些结果一致,我们的研究观察到,晶状体前囊膜的轻微划伤可在短期内诱导晶状体上皮细胞Egr-1的快速表达,这提示轻微的机械划伤可引起晶状体上皮细胞的损害。
研究者观察到,如植入的人工晶状体在睫状沟内不稳定,它可通过刺激晶状体上皮细胞转化为间质细胞,从而引起前囊膜下白内障的形成[11-12]。研究认为,后发性白内障的形成是白内障摘除过程中晶状体上皮细胞对创伤的一种应激反应,创伤引起细胞的某些分子的表达发生变化。一方面,失去皮质的压力,晶状体上皮细胞失去单层性,并加速向成纤维细胞转化[13];另一方面,白内障摘除过程中水流的剪切力对残留的晶状体上皮细胞的机械刺激也非常大。我们分析,轻微的机械刺激活化了晶状体上皮细胞的Egr-1基因,Egr-1又通过多种途径调控其多种靶基因,从而引起晶状体上皮细胞的转化,并可能在随后的白内障的形成中起一定的作用。但Egr-1在这些病变中的具体作用及其机理还需要进一步详尽的研究。
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