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目的:视网膜缺血是导致视力损伤和丢失的主要原因之一,并且与很多眼科疾病的潜在病理机制紧密相关,进一步研究视网膜缺血损伤的潜在病理机制和分子机制是眼科致盲性疾病的重大课题。二甲双胍是被广泛被用于葡萄糖代谢相关、以及糖尿病相关并发症的双胍类药物。近年来发现,二甲双胍除了能降低血糖、控制糖尿病并发症以外,还有抗衰老、抗肿瘤、抗炎症等保护作用。然而,二甲双胍在视网膜缺血再灌注损伤中的作用并不清楚,其相关的分子机制也尚无报导。本研究的目的是探索二甲双胍对缺血再灌注视网膜损伤中的作用,明确二甲双胍调节线粒体动态进而发挥保护作用的具体分子机制,以便为临床上处理缺血性视网膜疾病指明新的方向和理论依据。方法:建立视网膜缺血再灌注损伤的小鼠动物模型,通过视网膜石蜡切片和HE染色检测不同剂量的二甲双胍玻璃体腔注射对视网膜缺血再灌注损伤的影响;建立模拟缺血再灌注损伤细胞模型,通过CCK8细胞活力实验检测二甲双胍对视网膜R28细胞模拟缺血再灌注损伤的细胞活力影响;Western blot实验检测小鼠视网膜缺血再灌注损伤后不同时间点、应用二甲双胍后视网膜缺血再灌注损伤的小鼠视网膜线粒体形态调节蛋白、应用二甲双胍后模拟缺血再灌注损伤的R28细胞中Drp1、Drp1磷酸化、Mfn2、OPA1的水平改变;TMRE染色和细胞流式检测模拟缺血再灌注损伤和应用二甲双胍对R28细胞线粒体膜电位的影响;Western blot法检测R28细胞模拟缺血再灌注损伤、应用二甲双胍后AMPK信号的激活情况;Western Blot法检测抑制AMPK后,二甲双胍对SIR损伤后线粒体形态调节蛋白水平发生改变的影响;DHE染色和细胞流式检测AMPK介导的线粒体形态调节蛋白改变对SIR损伤引起的细胞内R O S水平升高的影响;TMRE染色和细胞流式检测AMPK介导的线粒体形态调节蛋白改变对SIR损伤引起的线粒体膜电位下降的影响。视网膜铺片和免疫荧光染色检测AMPK介导的线粒体形态调节蛋白改变对视网膜缺血再灌注损伤引起的RGC细胞丢失的影响。结果:二甲双胍显著改善了视网膜缺血再灌注损伤引起的视网膜厚度的降低和神经节细胞层细胞数量的减少;二甲双胍显著改善了模拟缺血再灌注损伤引起的R28细胞活力下降;视网膜缺血再灌注损伤早期,即第1天和第3天,线粒体融合蛋白OPA1和Mfn2表达水平均被抑制,到了第7天则恢复至正常水平;而线粒体分裂蛋白Drp1表达水平在视网膜缺血再灌注损伤后没有改变,但是Drp1在S616位点的磷酸化在缺血再灌注损伤后第1天发生显著上调;小鼠玻璃体腔注射二甲双胍或在R28细胞系应用二甲双胍均逆转了缺血再灌注损伤引起的OPA1和Mfn2的表达降低,但是对Drp1和Drp1在S616位点磷酸化的水平无影响;二甲双胍显著抑制了R28细胞模拟缺血再灌注损伤引起的线粒体分裂和线粒体膜电位下降;模拟缺血再灌注损伤抑制了AMPK,而二甲双胍显著激活了AMPK;应用AMPK抑制剂Compound C,敲低OPA1或Mfn2,使二甲双胍对模拟缺血再灌注损伤后R28细胞线粒体膜电位下降和ROS生成的保护作用消失了;应用AMPK抑制剂Compound C或敲低OPA1或敲低Mfn2使二甲双胍对视网膜缺血再灌注损伤引起的RGC细胞丢失的保护作用消失了。结论:二甲双胍显著减轻视网膜缺血再灌注损伤,表现为视网膜厚度降低和RGC细胞丢失都得到了显著的改善。二甲双胍改善视网膜缺血再灌注损伤引起视网膜损伤和RGC丢失依赖于AMPK介导的OPA1和Mfn2蛋白的上调,而OPA1和Mfn2上调抑制了线粒体分裂,改善了细胞的氧化应激和线粒体功能障碍。我们的研究表明,二甲双胍有可能成为临床上治疗缺血性视网膜疾病的潜在药物,进一步探索靶向AMPK、OPA1和Mfn2的分子或药物可能具有重要的科学意义和临床价值。