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15 kDa硒蛋白(Sep15)是一个内质网驻留蛋白,有研究显示,Sep15基因敲除小鼠的后代在其出生后1.5个月就出现晶状体浑浊,但其机理不清楚。在晶状体中,Sep15主要位于晶状体上皮区,而晶状体上皮细胞的正常分化伴随着晶状体蛋白的合成以及细胞器的退化降解,是晶状体透明化的关键。并且,晶状体上皮细胞的凋亡是所有非先天性白内障形成的普遍及早期事件。因此,探讨Sep15在晶状体上皮细胞凋亡及分化中的作用,为了解Sep15基因敲除小鼠出现白内障的发病机理提供线索,对于硒在眼中的生物学作用的理解及对白内障的预防具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本文首先对晶状体的发育、内质网应激、氧化应激及Sep15的生物功能与白内障之间的关系进行了综述。在此基础上,以人晶状体上皮(hLE)细胞SRA01/04为研究对象,研究了Sep15基因敲低对内质网应激试剂衣霉素(Tmm)诱导hLE细胞凋亡和分化干扰的影响,主要结果如下：(1)采用MTT法、RT-PCR、蛋白质印迹、流式细胞术、荧光显微镜等方法研究了Sep15基因敲低对hLE细胞中Tm诱导的细胞凋亡的影响以及对氧化还原平衡的调节。结果显示,虽然单独的Sep15基因敲低不影响hLE细胞的活力,但增加了Tm诱导的hLE细胞凋亡,加剧了线粒体膜电位的降低、细胞色素c的释放以及caspases的激活。而且,Sep15基因敲低也进一步促进了Tm诱导的hLE细胞的氧化应激,使得ROS和MDA的含量进一步增加,总巯基的含量进一步减少。Sep15蛋白的表达受到Tm诱导的内质网应激的调节,但是Sep15基因敲低并没有诱导hLE细胞产生内质网应激或加剧Tm诱导的内质网应激。以上结果表明,Sep15具有抵抗Tm诱导hLE细胞凋亡的生物学效应,其机理可能与其调节胞内氧化还原平衡的作用有关。(2)使用碱性成纤维生长因子(bFGF)刺激hLE细胞分化,以p-晶状体蛋白(β-crystallin)作为晶状体细胞分化启动的标志物,采用MTT及蛋白质印迹法研究了Sep15基因敲低及Tm诱导的内质网应激对hLE细胞分化的影响。结果显示,40ng/mL bFGF能够启动hLE细胞的分化,显著上调hLE细胞中β-crystallin蛋白的表达。而Tm诱导的内质网应激显著地抑制了bFGF刺激的hLE细胞分化,并且如果在bFGF刺激细胞分化前加入Tm,能更明显地抑制β-crystallin蛋白表达,这可能是由于当细胞已经处于应激环境时很难再启动分化的结果。Sep15基因敲低也能抑制bFGF刺激的hLE细胞中β-crystallin蛋白的上调,干扰hLE细胞的分化。并且,Sep15基因敲低及Tm诱导的内质网应激,都能够抑制FGF信号通路的终端信号分子ERK1/2和Akt的磷酸化。以上结果表明,Sep15基因敲低及Tm诱导的内质网应激可能是通过对分化相关的FGF信号通路的干扰来影响晶状体细胞的分化。(3)以Na2SeO3作为硒补充剂,使用MTT法、荧光显微镜以及蛋白质印迹等方法研究了补硒对Sep15基因敲低及Tm刺激诱导的hLE细胞凋亡的影响。结果表明,适量Na2SeO3的补充能够降低Tm刺激对hLE细胞活力的影响,但对高浓度的Tm诱发的剧烈内质网应激没有作用。而适量硒的补充也能够保护hLE细胞抵抗由Sep15基因敲低及Tm刺激诱导的细胞凋亡、抑制caspases蛋白表达、减少蛋白质羰基含量以及增加总巯基含量,而且也能够显著降低hLE细胞中Tm诱导的内质网应激,使得BiP、Ire1α和eIF2α的蛋白水平降低。进一步研究发现,硒的补充能够显著提高内质网硒蛋白Sep15、Se1S及非内质网硒蛋白SelR的表达。以上结果表明,适量硒的补充能够保护hLE细胞抵抗由Sep15基因敲低及Tm诱导的细胞凋亡和氧化应激、缓解Tm诱导的内质网应激。其机理可能是补硒上调了细胞中硒蛋白的整体水平,提高了维持细胞氧化还原稳态和内质网稳态的能力,进而保护hLE细胞抵抗外界刺激引起的损伤。