论文部分内容阅读
半乳糖性白内障与糖尿病性白内障合称为“糖性白内障”。半乳糖性白内障大鼠作为一种实验性动物模型,常用于糖性白内障发病机理的研究以及抗白内障药物的筛选。大量研究发现半乳糖性白内障的发生发展与晶状体上皮细胞的凋亡及晶状体的氧化损伤有着密切联系。适量补硒可以提高机体的抗氧化能力,硒蛋白R(SelR)作为蛋氨酸亚砜还原酶家族中唯一的硒蛋白,其保护细胞抵抗氧化损伤的生物学功能已见报道。但是,SelR和一些常用的硒补充剂如ebselen(依布硒啉),在抑制半乳糖性白内障的发生发展上所起到的保护作用及其潜在的作用机制依然鲜为人知。本文以人晶状体上皮(hLE)细胞SRA01/04和半乳糖诱导的白内障大鼠为研究对象,采用基因沉默技术探讨了SelR在保护hLE细胞抵抗氧化损伤和细胞凋亡上所起的作用,并调查了Na2SeO3和ebselen对半乳糖性大鼠的晶状体中氧化应激的调控和对SelR蛋白表达的影响,以及对半乳糖大鼠肝、肾、脑中氧化还原平衡的影响。主要研究结果如下:(1)采用蛋白质印迹、流式细胞术和荧光显微镜等方法研究了SelR基因沉默对半乳糖诱发的h LE细胞凋亡的影响,调查了细胞内的氧化应激水平,并对线粒体膜电位、细胞色素c向胞质的释放以及caspase-3酶活的变化进行了分析。结果显示,半乳糖和SelR沉默均可诱导hLE细胞产生氧化应激。当半乳糖作用于SelR基因沉默细胞时,葡萄糖调节蛋白78(GRP78)的蛋白表达水平显著升高,线粒体膜电位明显降低,并伴随着线粒体细胞色素c向胞质的释放;与此同时,细胞凋亡率和caspase-3酶活也明显升高。这些结果表明,SelR可保护细胞和线粒体抵抗半乳糖诱导的氧化应激、内质网应激和细胞凋亡,暗示了硒作为微量元素在保护h LE细胞中可能发挥着重要作用。(2)为了探索Na2SeO3和ebselen在预防和减缓糖性白内障的形成和发展上所起的作用,我们在透射电镜(TEM)下对半乳糖模型大鼠的晶状体纤维细胞(LFC)和晶状体上皮细胞(LEC)进行形态观察,并调查了大鼠晶状体中的氧化应激水平以及一些蛋白质的表达水平,如SelR、15 kDa硒蛋白(Sep15)、超氧化物歧化酶1(SOD1)、过氧化氢酶(CAT)、β-晶状体蛋白,醛糖还原酶(AR)和GRP78。结果表明,过量的半乳糖注射使大鼠的晶状体细胞形态受到损伤并导致白内障的形成,然而,Na2SeO3和ebselen的补充能明显缓解LFC和LEC超微结构的损伤。此外,Na2SeO3和ebselen的补充可以明显减轻大鼠晶状体内的氧化损伤,并增加SelR、Sep15、SOD1、CAT和β-晶状体蛋白的表达以及减少AR和GRP78的蛋白质表达。这些研究结果首次揭示了Na2SeO3和ebselen在半乳糖模型大鼠中的抗白内障潜力,并为Na2SeO3和ebselen在糖性白内障中所起的作用及作用机制提供重要的新见解。(3)在给大鼠腹腔注射10 g/kg BW半乳糖30天后成功得到半乳糖性白内障大鼠模型;在给大鼠腹腔注射半乳糖的同时分别注射1 mg/kg BW Na2SeO3和3mg/kg BW ebselen,30天后取其肝、肾、脑用于后续研究。采用试剂盒测定了半乳糖性白内障模型大鼠中肝、肾、脑中GPx的活性及MDA、TSH、PC含量的变化。结果显示模型大鼠的肝和肾中GPx活性和TSH含量显著降低,MDA和PC水平大幅度提高,说明大鼠的肝和肾中均发生了严重的氧化损伤;但Na2SeO3和ebselen的补充则使GPx活性和TSH水平升高,MDA和PC水平降低,说明Na2SeO3和ebselen能在一定程度上保护肝脏和肾脏抵抗半乳糖诱导的氧化应激;而大鼠的脑组织中GPx活性及MDA、PC、TSH含量无明显变化。