南京医科大学附属无锡人民医院姚勇/魏婷婷团队发现TGR5可能是糖尿病视网膜病变治疗新靶点！

糖尿病视网膜病变(DR)是一种严重且相对未被认识到的糖尿病并发症，Müller神经胶质细胞遍及视网膜，在维持视网膜稳态中起着至关重要的作用。先前研究表明，胆汁酸激活GPCR家族成员TGR5可以改善DR，但TGR5在调节 Müller细胞功能中的作用及其机制尚不清楚。2023年9月1日，南京医科大学附属无锡人民医院姚勇和魏婷婷团队在Cell Death and Disease（IF 9.0）上发表论文“TGR5 supresses cGAS/STING pathway by inhibiting GRP75-mediated endoplasmic reticulum-mitochondrial coupling in diabetic retinopathy”，研究发现TGR5是维持线粒体功能的关键因素，TGR5激动剂可预防视网膜损伤，而TGR5敲低可加重DR大鼠视网膜损伤，表明TGR5可能是治疗DR的新靶点。

01 研究结果

神经胶质细胞（Müller glial cells）遍布视网膜，发挥维持视网膜稳态和完整性的功能。免疫荧光染色结果提示TGR5在Müller细胞中表达，TGR5激动剂INT-777显著地挽救了高糖（HG）诱导的细胞活力下降。Müller细胞线粒体形态研究发现HG处理的细胞中线粒体分裂成短球体，INT-777显著恢复线粒体形态，进一步研究发现TGR5可能通过PKCδ-Drp1途径调节线粒体裂变。此外，INT-777上调线粒体呼吸链复合物如NDUFB8、SDHB、UQCRC2、MTCO1和ATP5A1的表达，且明显减轻随HG刺激而降低的MMP，表明TGR5激活改善了线粒体功能。通过转染TGR5特异性siRNA，发现TGR5的下调加重了HG诱导的线粒体断裂；同时，TGR5的下调导致MMP的降低。以上结果表明TGR5是介导线粒体功能的关键因素。

2、TGR5通过调节MAMs影响线粒体Ca²⁺稳态

作者进一步研究发现TGR5通过调节线粒体Ca²⁺水平来调节线粒体功能，MAMs介导Ca²⁺从内质网向线粒体的外排。HG处理的细胞中，MAM的形成增加，在INT-777处理后，线粒体和内质网之间的共定位显著减少。因此，作者推测TGR5介导的线粒体Ca²⁺稳态是由MAMs调节的。IP3R1-GRP75-VDAC1轴被证明存在于MAMs中，负责从内质网到线粒体的Ca²⁺运输。GRP75在HG条件下显著上调，而TGR5的激活逆转了其升高。免疫共沉淀和免疫荧光显示HG培养增加了GRP75与VDAC1以及GRP75与IP3R1的结合，而INT-777处理可以抑制这些结合。与HG组相比，TGR5敲低促进了MAM的形成并降低了线粒体Ca²⁺水平。然而，TGR5沉默对MAM形成和线粒体Ca²⁺过载的影响被GRP75沉默显著逆转。这些发现证实，TGR5抑制GRP75的表达导致IP3R1-GRP75-VDAC1复合物的形成受阻，从而降低线粒体Ca²⁺水平。

3、TGR5激活可阻断cGAS-STING介导的炎症反应，减轻DR大鼠视网膜损伤

作者进一步探究TGR5对线粒体稳态和cGAS-STING通路的调控作用，发现TGR5激活可以维持线粒体稳态，进而抑制cGAS-STING介导的炎症反应。为进一步阐明TGR5在DR中的作用，作者利用STZ诱导的DR大鼠进行了后续实验。DR大鼠VEGF表达升高，而INT-777抑制其异常升高；同时，INT-777抑制DR大鼠的8-OHdG的上调，说明视网膜DNA损伤得到一定程度的修复。作者还观察到DR大鼠心肌细胞形态的异常，这种现象被INT-777改善。此外，WB分析显示，INT-777显著降低视网膜炎症因子TNF-α、IL-6和IFN-β的表达。与体外实验结果一致，DR大鼠视网膜中GRP75上调，cGAS-STING信号被激活，INT-777下调GRP75、cGAS和p-STING信号。综上所述，TGR5激活阻断了cGAS-STING介导的炎症反应，减轻了DR大鼠视网膜损伤。

4、STING抑制剂可改善AAV-shTGR5诱导的DR大鼠视网膜功能障碍加重

接下来，作者探讨了TGR5与cGAS-STING之间的关系，利用AAV-shTGR5敲低DR大鼠视网膜TGR5，检测发现AAV-shTGR5显著沉默TGR5表达。与对照组相比，AAV-shTGR5组视网膜外核层(ONL)和内核层(INL)变薄，给药H-151可以逆转这一现象。在AAV-shTGR5组中，cleaved caspase-3显著上调，而H-151处理显著减少了视网膜细胞凋亡。STZ处理导致VEGF表达升高，AAV-shTGR5进一步强化VEGF表达，H-151逆转了这种效应。电镜显示糖尿病视网膜毛细血管基底膜较对照组明显增厚，AAV-shTGR5进一步加重了基底膜增厚。TGR5可能通过负调控cGAS-STING信号通路来影响Müller细胞的炎症反应。