Endothelial cell (EC) activation is a crucial determinant of retinal vascular inflammation associated with diabetic retinopathy (DR), a major microvascular complication of diabetes. We previously showed that, similar to abnormal biochemical factors, aberrant mechanical cues in the form of lysyl oxidase (LOX)-dependent subendothelial matrix stiffening also contribute significantly to retinal EC activation in diabetes. Yet, how LOX is itself regulated and precisely how it mechanically controls retinal EC activation in diabetes is poorly understood. Here we show that high glucose-induced LOX upregulation in human retinal ECs (HRECs) is mediated by proinflammatory RAGE (receptor for advanced glycation end products/AGEs). HRECs treated with methylglyoxal (MGO), an active precursor to the AGE MG-H1, exhibited LOX upregulation that was blocked by a RAGE inhibitor, thus confirming the ability of RAGE to promote LOX expression. Crucially, as a downstream effector of RAGE, LOX was found to mediate both the proinflammatory and matrix remodeling effects of MGO/RAGE, primarily through its ability to crosslink/stiffen matrix. Finally, using decellularized HREC-derived matrices and a mouse model of diabetes, we demonstrate that LOX-dependent matrix stiffening feeds back to enhance RAGE, thereby achieving its autoregulation and proinflammatory effects. Collectively, these findings provide fresh mechanistic insights into the regulation and proinflammatory role of LOX-dependent mechanical cues in diabetes while simultaneously implicating LOX as an alternative (downstream) target to block AGE/RAGE signaling in DR.

中文翻译：

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赖氨酰氧化酶引起的内皮下基质硬化增强了 RAGE 介导的糖尿病视网膜内皮细胞激活

内皮细胞 (EC) 激活是与糖尿病视网膜病变 (DR) 相关的视网膜血管炎症的关键决定因素，糖尿病视网膜病变 (DR) 是糖尿病的主要微血管并发症。我们之前表明，与异常生化因素类似，依赖赖氨酰氧化酶 (LOX) 的内皮下基质硬化形式的异常机械信号也对糖尿病患者的视网膜 EC 激活有显着影响。然而，人们对 LOX 本身如何调节以及它如何精确地机械控制糖尿病患者的视网膜 EC 激活知之甚少。在这里，我们表明人类视网膜 ECs (HRECs) 中高葡萄糖诱导的 LOX 上调是由促炎性 RAGE（晚期糖基化终产物/AGEs 受体）介导的。用甲基乙二醛 (MGO) 处理的 HREC，MGO 是 AGE MG-H1 的活性前体，表现出被 RAGE 抑制剂阻断的 LOX 上调，从而证实了 RAGE 促进 LOX 表达的能力。至关重要的是，作为 RAGE 的下游效应物，发现 LOX 主要通过其交联/硬化基质的能力来介导 MGO/RAGE 的促炎和基质重塑作用。最后，使用脱细胞 HREC 衍生基质和糖尿病小鼠模型，我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自动调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。从而证实RAGE促进LOX表达的能力。至关重要的是，作为 RAGE 的下游效应物，发现 LOX 主要通过其交联/硬化基质的能力来介导 MGO/RAGE 的促炎和基质重塑作用。最后，使用脱细胞 HREC 衍生基质和糖尿病小鼠模型，我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自动调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。从而证实RAGE促进LOX表达的能力。至关重要的是，作为 RAGE 的下游效应物，发现 LOX 主要通过其交联/硬化基质的能力来介导 MGO/RAGE 的促炎和基质重塑作用。最后，使用脱细胞 HREC 衍生基质和糖尿病小鼠模型，我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自动调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。发现 LOX 主要通过其交联/硬化基质的能力来介导 MGO/RAGE 的促炎和基质重塑作用。最后，使用脱细胞 HREC 衍生基质和糖尿病小鼠模型，我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自动调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。发现 LOX 主要通过其交联/硬化基质的能力来介导 MGO/RAGE 的促炎和基质重塑作用。最后，使用脱细胞 HREC 衍生基质和糖尿病小鼠模型，我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自动调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自身调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。我们证明了 LOX 依赖性基质硬化反馈以增强 RAGE，从而实现其自身调节和促炎作用。总的来说，这些发现为 LOX 依赖的机械信号在糖尿病中的调节和促炎作用提供了新的机制见解，同时暗示 LOX 作为替代（下游）目标以阻断 DR 中的 AGE/RAGE 信号传导。