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[目的]随着核能核技术的迅速发展,电离辐射（ionizingradiation,IR）被广泛应用于人类生活许多领域（如工业、农业、军事、医疗）,人类暴露于电离辐射的风险日益增加。晶状体是机体对IR最敏感的组织之一,IR产生的活性氧自由基（reactive oxygen species,ROS）引起的晶状体氧化损伤是放射性白内障形成的重要因素。白内障是世界首要致盲疾病,目前除手术外尚无有效的预防和治疗药物。虽然白内障手术比较成熟,但有时不可避免会有一些严重并发症的发生,特别是有全身疾病的患者。此外,手术相关费用也给家庭和社会带来负担。因此,迫切需要寻求药物预防、治疗放射白内障。核因子 E2 相关因子 2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2）是体内主要的抗氧化转录因子,被激活后可以上调其下游抗氧化酶和Ⅱ相解毒酶的表达,减轻细胞氧化损伤。由此推测,高效的Nrf2激活剂有可能会成为预防和治疗放射性白内障的候选药物。近年来,国内外学者在中草药中发现了一些具有辐射防护作用的Nrf2激活剂,例如四物汤、升麻等。有研究表明这些中草药的辐射防护作用与其中的活性成分阿魏酸（ferulic acid,FA）有关,阿魏酸可以通过激活Nrf2氧化防御系统减轻电离辐射引起的氧化损伤。签于此,我们提出以下科学假说:阿魏酸通过激活Nrf2氧化防御系统,抑制氧化应激反应,减轻电离辐射对晶状体的损伤,从而发挥预防、减轻放射性白内障的作用。我们对此进行实验验证,有望为放射性白内障的防治提供新的靶点和思路,为筛选Nrf2激活剂防治放射性白内障提供理论依据。[方法]第一部分实验:建立大鼠晶状体中子辐射损伤模型,设4个辐射剂量组（0Sv、0.4Sv、1.2 Sv、3.6 Sv）。辐照1周后处死大鼠,HE观察晶状体组织结构,TUNEL检测晶状体上皮细胞（lens epithelial cells,LECs）凋亡,并检测晶状体氧化还原相关指标（丙二醇（malondialdehyde,MDA）、还原型谷胱甘肽（reduced glutathione,GSH）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD））活性。此外,用western blot检测Nrf2通路相关蛋白表达的变化（Nrf2、谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基（glutamate-cysteine ligase catalytic subunit,GCLC）和血红素加氧酶-1（hemeoxygenase-1,HO-1））。探索不同剂量电离辐射对大鼠晶状体Nrf2信号通路以及氧化状态的影响。第二部分实验:建立电离辐射损伤的大鼠（γ射线10Gy）和人晶状体上皮细胞（human lens epithelial cells,HLECs）（x射线4 Gy）模型并给予阿魏酸干预,观察大鼠晶状体组织结构、细胞形态的变化;检测MDA、GSH、ROS水平的变化;检测SOD、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）活性的变化。通过western blot和RT-PCR在蛋白和基因水平观察阿魏酸对辐照后Nrf2信号通路相关蛋白（HO-1、谷氨酸半胱氨酸连接酶（glutamate-cysteine ligase,GCL））表达的影响。为探索阿魏酸对 Nrf2 的激活情况,部分标本行核质分离,用western blot检测Nrf2蛋白在细胞核、细胞浆分布的变化。此外,细胞实验中,用钙黄绿素/碘化丙啶（Calcein AM/PI）染色在荧光显微镜下观察细胞死亡情况,并用流式细胞仪定量检测细胞的凋亡率,反应阿魏酸对电离辐射引起HLECs凋亡的影响;用RT-PCR和western blot检测凋亡相关因子Bax、Bcl-2、caspase-3转录和表达的变化。[结果]1.电离辐射对晶状体Nrf2信号通路的影响是双相的:低剂量电离辐射激活Nrf2信号通路,上调该通路下游抗氧化酶的表达,抑制晶状体的氧化损伤;当辐射剂量上升至一定程度,Nrf2信号通路激活受限,其下游的抗氧化酶不足以抵抗过强的氧化应激,致使晶状体受到氧化损伤,导致白内障的形成;2.阿魏酸能改善电离辐射引起的大鼠晶状体组织结构的损伤,能改善电离辐射引起的HLECs形态的改变;3.阿魏酸能促进Nrf2核转移,激活Nrf2信号通路,上调HO-1、GCL等抗氧化酶的转录和表达,增加SOD、GR的活性,降低ROS、MDA水平,减轻电离辐射引起的晶状体和HLECs的氧化损伤;4.阿魏酸能下调Bax、上调Bcl-2的转录和表达,减少caspase-3的转录和表达,抑制电离辐射引起的HLECs凋亡。[结论]以上结果表明阿魏酸可以通过激活Nrf2信号通路,抑制氧化应激反应,改善电离辐射引起的晶状体组织结构损伤和HLECs的形态改变,抑制电离辐射引起的HLECs凋亡。该研究为开发阿魏酸应用于临床作为放射性白内障的防治药物提供有力证据,为放射性白内障甚至是各种类型白内障的防治提供新的靶点,为不能耐受白内障手术的患者带来希望。