:角膜在强大的昼夜节律控制下运行,对眼表稳态至关重要。缺氧应激在许多眼部疾病和全身性疾病中普遍存在,他会扰乱这些节律,损害上皮、神经和免疫平衡。在此,我们研究环境性缺氧(EH)和化学性缺氧(CH)如何重塑角膜生物钟基因表达和组织完整性。
方法:将雄性C57BL/6J小鼠暴露与常氧(NC)、环境性缺氧(10%氧气)或化学性缺氧(氯化钴,15mg/kg/day,腹腔注射)环境中14天。在24小时周期内,每隔3小时收集一次角膜用于Bulk RNA seq。通过Jonckheere - Terpstra - Kendall CYCLE(JTK_CYCLE)鉴定节律基因,并使用GSEA和PSEA评估通路富集情况。通过免疫荧光染色评估上皮连接蛋白(ZO-1和闭合蛋白)、神经标志物(βIII-微观蛋白)和免疫细胞(Ly6G+中性粒细胞、γδT细胞)。
结果:缺氧显著增加了节律性转录本(环境性缺氧中约增加43%,化学性缺氧中增加约35%),超过65%的节律基因出现相位偏移。化学性缺氧特异性地上调核心生物钟基因(Per1、Cry2、Nr1d2、Rora)并下调Per2,这可能是通过HIF-1α介导的机制实现的。环境性缺氧和化学性缺氧均损害了上皮屏障的完整性,降低了角膜神经密度,并改变了免疫细胞浸润,在授时因子时间18(ZT18)是破坏最为严重。此外,化学性缺氧在ZT3是独特地诱导了屏障功能障碍和免疫抑制,表明存在模型特异性的脆弱窗口。
结论