烟酰胺通过减轻氧化应激抑制人视网膜色素上皮细胞的上皮间质转化

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目的:探讨烟酰胺(nicotinamide,NAM)在贝伐单抗(bevacizumab,BEV)诱导人视网膜色素上皮细胞系(a human retinal pigment epithelial cell line,ARPE-19)发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)中的作用及发挥作用的机制,为减轻临床抗血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)药物引起的眼底新生血管纤维化提供新思路。方法:对ARPE-19细胞进行体外培养、处理及相关检测。首先,使用BEV处理细胞并按照处理时间的不同分为如下4组:空白对照组、24小时处理组、48小时处理组、72小时处理组。通过Western Blot检测4组中EMT相关标志物的蛋白表达水平,包括3种间质标志物fibronectin、α-SMA和vimentin,以及1种上皮标志物ZO-1。根据检测结果选择一个经BEV处理细胞后EMT相关标志物变化最明显的时间点,并将其作为最佳处理时间用于后续实验。其次,使用BEV和(或)NAM按照如下4组处理细胞:空白对照组、BEV处理组、BEV和NAM共同处理组、NAM处理组,处理细胞的时间依照先前实验得到的最佳处理时间。通过RT-qPCR、Western Blot以及细胞免疫荧光检测上述EMT相关指标mRNA及蛋白的表达情况,以此来观察NAM在BEV诱导细胞发生EMT过程中发挥的作用。通过检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)和H2O2的表达水平以及细胞总抗氧化能力来评价各组细胞的氧化应激情况,以此来判断NAM对氧化应激的影响。采用单因素方差分析对定量数据进行统计学分析,以P<0.05为差异有统计学意义。结果:第一次分组的实验结果显示,BEV成功诱导ARPE-19细胞发生EMT。在24小时处理组中,fibronectin和vimentin的蛋白表达量虽然与空白对照组相比略有提高,但差异均无统计学意义(P=0.61和P=0.58)。而α-SMA的蛋白表达量与空白对照组相比有所提高以及ZO-1的蛋白表达量略有降低,差异均有统计学意义(P=0.006和P=0.001)。在48小时处理组中,fibronectin、α-SMA和vimentin的蛋白表达量与空白对照组相比均有明显提高,同时ZO-1的蛋白表达量明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001)。在72小时处理组中,不仅上述3种间质标志物的蛋白表达量与空白对照组相比进一步增多,而且ZO-1的蛋白表达量进一步减低,差异均有统计学意义(P<0.001)。由此可见,BEV处理细胞72小时后EMT相关标志物的变化最明显,因此选择72小时作为最佳处理时间进行后续实验。第二次分组的实验结果显示,通过RT-qPCR和Western Blot检测,BEV和NAM共同处理组中fibronectin、α-SMA和vimentin的mRNA和蛋白表达水平较BEV处理组均明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001);同时ZO-1的mRNA和蛋白表达水平均明显提高,差异均有统计学意义(P<0.001和P=0.004)。不仅如此,细胞免疫荧光检测直观显示了经BEV处理后α-SMA的荧光增强,与空白对照组相比呈现高表达。当使用BEV和NAM共同处理细胞后其荧光显著减弱,与BEV处理组相比其表达水平明显降低。由上述结果可知,NAM在ARPE-19细胞中有效地抑制了BEV诱导的EMT。除此之外,BEV诱导细胞发生氧化应激,具体表现为促进了细胞中ROS和H2O2的积聚,以及降低了细胞的总抗氧化能力。当给予BEV和NAM共同处理后,细胞的氧化应激反应显著减轻,表现为细胞中ROS和H2O2的含量明显减低,且细胞的总抗氧化能力也有所提高,差异有统计学意义(P<0.001)。结论:NAM可以通过减轻BEV诱导ARPE-19细胞发生的氧化应激从而抑制EMT。因此,NAM在未来可能作为一种有效药物来减轻抗VEGF治疗引起的眼底新生血管纤维化。
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