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研究背景:年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)是一种累及眼底黄斑部的不可逆的退行性病变,严重损害人的视力健康。随着我国老龄人口的不断增加,由于AMD导致的患者数量也在不断增加,使越来越多的患者因AMD而丧失视力,导致视力残疾。迄今为止,AMD的发病机制仍不是十分清楚,可能与基因背景、环境等多种因素相关。研究表明,AMD的发生发展与氧化应激相关,是由于视网膜中大量的活性氧产生(reactive oxygen species,ROS)而导致的对视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium,RPE)的损伤。位于视网膜最外层的RPE细胞是重要的视网膜膜脉络膜屏障,具有多种重要的生理功能。它参与光感受器外节盘膜的吞噬、物质的传递与输送、以及视蛋白代谢等多种作用,并起到对视细胞的支持与营养作用。RPE损伤将导致视网膜脉络膜屏障的破坏,使大量有毒物质或新生血管长入到视网膜,造成视细胞功能的破坏,严重影响视功能。α-倒捻子素是从藤黄科藤黄属植物山竹子果壳中分离出来的、具有生物活性的物质。近年来发现,α-倒捻子素具有抗炎、抗氧化、抗菌、抗癌等多种生物活性。本实验将通过氧应激反应建立氧化损伤模型,通过在体(in vivo)和离体(in invitro)观察α-倒捻子素对视网膜氧化损伤保护作用的效果。方法:(1)In invitro试验:将RPE细胞随机分为三组,即正常对照组、氧化应激组(H202诱导组)和α-倒捻子素治疗组(根据α-倒捻子素浓度不同分为各亚组)。CCK8法检测α-倒捻子素对细胞毒性作用,α-倒捻子素干预后对H202诱导的细胞的活性变化,流式细胞仪检测各组细胞活性氧ROS水平;免疫印迹法(Western blot)检测各组细胞:核因子NF-E2相关因子(transcriPtion factor nuclear factor-Erythroid-2-related factor 2,Nrf2)、血红素氧合酶-1(Heme oxygenase-1,HO-1)、人醌 NADH 脱氢酶 1(NADH Dehydrogenase,Quinone 1,NQO1)、核因子-kB(nuclear factor-kaPPaB,NF-kB)蛋白表达变化。(2)In vivo实验:选取6-8周Balb/c小鼠45只,并进行随机分配,每组15只,分为对照组、单纯光照组、α-倒捻子素组。利用光照建立视网膜氧化损伤模型。α-倒捻子素组小鼠在接受光照前7天开始,每日以30mg/(kg·d)α-倒捻子素进行灌胃,连续7日,于第5日开始接受光照,进行造模。单纯光照组与α-倒捻子素组小鼠均采用5000±2001x白色LED光连续照射1h。模型完成后72h记录各组小鼠闪光视网膜电图;应用光镜观察各组小鼠视网膜形态学变化,比较各组视网膜外核层厚度变化;通过TUNEL法,检测各组小鼠视网膜凋亡细胞数量。剥离视网膜,检测各组小鼠视网膜组织匀浆中caspase-3活性,丙二醛含量,SOD,Gpx活性以及GSH含量。免疫荧光法标记Nrf2在各组视网膜中的分布,免疫印迹法检测Nrf2以及HO-1在各组小鼠视网膜中的表达水平。结果:(1)In invitro试验结果:CCK8法检测结果显示:当α-倒捻子素浓度在0-12 μ M之内时,细胞活性无明显变化,当浓度达到16 μM及其以上时,细胞活性下降(P<0.05)。而经过α-倒捻子素预处理后,浓度在0-12 μ M之间的α-倒捻子素治疗组细胞活性较氧化应激组有所增加(P<0.05)。ROS结果显示:H2O2诱导后,氧化应激组ROS生成明显增多(P<0.05);较氧化应激组,8μM和12 μM.α-倒捻子素均表现出一定的ROS清除能力(P<0.05),其中,12 μM组ROS清除能力更强。Western blot结果显示:与正常对照组相比,氧化应激组Nrf2、HO-1、NQ01、NF-kB蛋白表达增高;与氧化应激组相比,12 μ M.α-倒捻子素治疗组Nrf2、HO-1、NQ01、NF-kB蛋白表达增高(P<0.05)。(2)In vivo实验结果:闪光视网膜电图(F-ERG)显示α-倒捻子素组视网膜功能损伤较光照组明显减轻(P<0.05)。光镜下,α-倒捻子素组视网膜结构损伤相较于光照组明显减轻,外核层厚度较光照组明显增加(P<0.05)。荧光显微镜下可见,光照组视网膜外核层凋亡细胞较正常对照组明显增多(P<0.05),α-倒捻子素组视网膜外核层凋亡细胞较光照组明显减少(P<0.05)。光照后,小鼠视网膜中caspase-3活性及MDA含量均较正常对照组增高(P<0.05),α-倒捻子素组caspase-3活性及MDA含量则较光照组明显降低(P<0.05)。SOD、Gpx活性以及GSH含量在光照组中较正常对照降低(P<0.05),在α-倒捻子素组较光照组增高(P<0.05)。免疫印迹法测得α-倒捻子素组HO-1表达水平较光照组高。荧光显微镜下见Nrf2阳性表达细胞主要分布在视网膜外核层,光照后,Nrf2被激活,且α-倒捻子素组Nrf2表达水平高于光照组(P<0.05)。结论:α-倒捻子素能够通过调控Nrf2表达,激活其下游的内源性抗氧化防御系统SOD、Gpx、GSH以及HO-1,减少视网膜组织的脂质过氧化,而到达对视网膜组织的保护作用;α-倒捻子素能抑制由光照引起的感光细胞凋亡,改善由光照导致的视网膜组织形态改变及视网膜功能减退。α-倒捻子素的抗氧化作用将为临床治疗AMD提供新的思路。