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Lens Epithelial Cells Initiate an Inflammatory Response Following Cataract Surgery

下调和上调 炎症 促炎细胞因子 转录组 HMOX1型 CXCL1型 肌成纤维细胞 白内障手术 免疫学 眼科 转化生长因子 S100A9型 生物 医学 纤维化 病理 细胞生物学 趋化因子 基因表达 基因 血红素加氧酶 遗传学 血红素 生物化学
作者
Jian Jiang,Mahbubul H. Shihan,Yan Wang,Melinda K. Duncan
出处
期刊:Investigative Ophthalmology & Visual Science [Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO)]
卷期号:59 (12): 4986-4986 被引量:66
标识
DOI:10.1167/iovs.18-25067
摘要

Lens epithelial cell (LEC) conversion to myofibroblast is responsible for fibrotic cataract surgery complications including posterior capsular opacification. While transforming growth factor beta (TGFβ) signaling is important, the mechanisms by which the TGFβ pathway is activated post cataract surgery (PCS) are not well understood.RNA-seq was performed on LECs obtained from a mouse cataract surgery model at the time of surgery and 24 hours later. Bioinformatic analysis was performed with iPathwayGuide. Expression dynamics were determined by immunofluorescence.The LEC transcriptome is massively altered by 24 hours PCS. The differentially expressed genes included those important for lens biology, and fibrotic markers. However, the most dramatic changes were in the expression of genes regulating the innate immune response, with the top three altered genes exhibiting greater than 1000-fold upregulation. Immunolocalization revealed that CXCL1, S100a9, CSF3, COX-2, CCL2, LCN2, and HMOX1 protein levels upregulate in LECs between 1 hour and 6 hours PCS and peak at 24 hours PCS, while their levels sharply attenuate by 3 days PCS. This massive upregulation of known inflammatory mediators precedes the infiltration of neutrophils into the eye at 18 hours PCS, the upregulation of canonical TGFβ signaling at 48 hours PCS, and the infiltration of macrophages at 3 days PCS.These data demonstrate that LECs produce proinflammatory cytokines immediately following lens injury that could drive postsurgical flare, and suggest that inflammation may be a major player in the onset of lens-associated fibrotic disease PCS.
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