Elevated intraocular pressure, a major risk factor of glaucoma, is caused by the abnormal function of trabecular outflow pathways. Human trabecular meshwork (HTM) tissue plays an important role in the outflow pathways. However, the molecular mechanisms that how TM cells respond to the elevated IOP are largely unknown. We cultured primary HTM cells on polyacrylamide gels with tunable stiffness corresponding to Young's moduli ranging from 1.1 to 50 kPa. Then next-generation RNA sequencing (RNA-seq) was performed to obtain the transcriptomic profiles of HTM cells. Bioinformatics analysis revealed that genes related to glaucoma including DCN, SPARC, and CTGF, were significantly increased with elevated substrate stiffness, as well as the global alteration of HTM transcriptome. Extracellular matrix (ECM)-related genes were selectively activated in response to the elevated substrate stiffness, consistent with the known molecular alteration in glaucoma. Human normal and glaucomatous TM tissues were also obtained to perform RNA-seq experiments and supported the substrate stiffness-altered transcriptome profiles from the in vitro cell model. The current study profiled the transcriptomic changes in human TM cells upon increasing substrate stiffness. Global change of ECM-related genes indicates that the in vitro substrate stiffness could greatly affect the biological processes of HTM cells. The in vitro HTM cell model could efficiently capture the main pathogenetic process in glaucoma patients, and provide a powerful method to investigate the underlying molecular mechanisms.

中文翻译：

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人类小梁网细胞对基底刚度增加的反应的全转录组研究。

眼内压升高是青光眼的主要危险因素，是由小梁流出道功能异常引起的。人体小梁网 (HTM) 组织在流出通路中起着重要作用。然而，TM 细胞如何响应升高的眼压的分子机制在很大程度上是未知的。我们在聚丙烯酰胺凝胶上培养原代 HTM 细胞，其刚度可调，对应于 1.1 至 50 kPa 的杨氏模量。然后进行下一代 RNA 测序 (RNA-seq) 以获得 HTM 细胞的转录组谱。生物信息学分析显示，与青光眼相关的基因，包括 DCN、SPARC 和 CTGF，随着基质硬度的升高以及 HTM 转录组的整体改变而显着增加。细胞外基质 (ECM) 相关基因被选择性激活以响应升高的基质硬度，这与青光眼中已知的分子改变一致。还获得了人类正常和青光眼 TM 组织以进行 RNA-seq 实验，并支持来自体外细胞模型的底物刚度改变的转录组谱。目前的研究描绘了在增加底物硬度后人类 TM 细胞的转录组变化。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。与已知的青光眼分子改变一致。还获得了人类正常和青光眼 TM 组织以进行 RNA-seq 实验，并支持来自体外细胞模型的底物刚度改变的转录组谱。目前的研究描绘了在增加底物硬度后人类 TM 细胞的转录组变化。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。与已知的青光眼分子改变一致。还获得了人类正常和青光眼 TM 组织以进行 RNA-seq 实验，并支持来自体外细胞模型的底物刚度改变的转录组谱。目前的研究描绘了在增加底物硬度后人类 TM 细胞的转录组变化。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。还获得了人类正常和青光眼 TM 组织以进行 RNA-seq 实验，并支持来自体外细胞模型的底物刚度改变的转录组谱。目前的研究描绘了在增加底物硬度后人类 TM 细胞的转录组变化。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。还获得了人类正常和青光眼 TM 组织以进行 RNA-seq 实验，并支持来自体外细胞模型的底物刚度改变的转录组谱。目前的研究描绘了在增加底物硬度后人类 TM 细胞的转录组变化。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。ECM 相关基因的全局变化表明体外基质刚度可以极大地影响 HTM 细胞的生物学过程。体外 HTM 细胞模型可以有效地捕捉青光眼患者的主要发病过程，并为研究潜在的分子机制提供了有力的方法。