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虾青素对1型糖尿病大鼠代谢性白内障的预防作用及其机制
背景 糖尿病性白内障的发病机制尚未完全明了,研究认为多种代谢通路参与其发病,其中包括氧化应激机制.研究表明虾青素有强大的抗氧化作用,可有效抑制氧化应激损伤及脂质过氧化,但目前鲜见虾青素对糖尿病性白内障防治作用研究的相关报道. 目的 观察虾青素对1型糖尿病大鼠代谢性白内障的预防作用及其机制.方法 将38只SPF级6周龄雄性SD大鼠纳入研究,其中30只大鼠用一次性腹腔内注射质量分数1％链脲佐菌素(STZ)方法制备糖尿病大鼠模型,连续3d血糖值＞16.7 mol/L者为造模成功,应用随机数字表法将造模成功的24只大鼠随机分为糖尿病模型组、低剂量虾青素组和高剂量虾青素组,正常对照组8只大鼠同法注射等容量生理盐水.低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠分别给予50mg/(kg·d)和100 mg/(kg·d)虾青素以及橄榄油和饲料混合物连续喂养3个月,糖尿病模型组大鼠以等容量橄榄油混合饲料喂养,正常对照组以正常饲料喂养.造模后用裂隙灯显微镜行眼前节照相并对晶状体混浊的严重程度分为1～5级;收集大鼠双侧眼球制备晶状体切片,采用苏木精-伊红染色法观察大鼠晶状体的组织病理学改变;采用免疫组织化学法观察晶状体中糖基化终末产物(AGEs)的阳性表达并进行定量分析;采用ELISA双抗体夹心法测定各组大鼠晶状体内AGEs质量浓度、丙二醛(MDA)浓度、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)水平以及谷胱甘肽(GSH)质量浓度.结果 造模后2、4、6、8、10和12周糖尿病模型组、低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠血糖水平均明显高于正常对照组,差异均有统计学意义(均P＜0.05),而糖尿病模型组、低剂量虾青素组和高剂量虾青素组间大鼠血糖水平的差异均无统计学意义(均P＞0.05).正常对照组大鼠晶状体透明,为1级,糖尿病模型组晶状体混浊均为5级,不同剂量虾青素组大鼠晶状体混浊度多为3～4级.低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠晶状体匀浆内的AGEs质量浓度分别为(7.23±0.50) μg/ml和(7.01±0.37) μg/ml,MDA浓度分别为(1.43±0.22) mmol/L和(1.35±0.16)mmol/L,均低于糖尿病模型组的(7.61±0.45) μg/ml和(1.62±0.42) mmol/L,差异均有统计学意义(均P＜0.05).低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠晶状体中GSH质量浓度分别为(272.70±12.53) ng/L和(283.52±16.17) ng/L,SOD含量分别为(55.45±6.47)μmol/(min·L)和(56.73 ±5.12) μmol/(min·L),CAT含量分别为(2.91±0.41) μmol/(min· L)和(3.02±0.13) μmol/(min·L),均明显高于糖尿病模型组的(241.52±15.13) ng/L、(51.67±5.45) μmol/(min·L)和(2.72±0.27)μmol/(min·L),差异均有统计学意义(均P＜0.05),低剂量虾青素组大鼠晶状体中GSH质量浓度和SOD含量明显低于高剂量虾青素组,差异均有统计学意义(均P＜0.05). 结论 虾青素能够延缓1型糖尿病大鼠代谢性白内障的发生和发展,其作用机制与其抗氧化应激反应有关.
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二十二碳六烯酸对人视网膜色素上皮细胞中血红素氧合酶-1表达的诱导作用
背景 氧化应激是年龄相关性黄斑变性发生的重要机制.研究表明,二十二碳六烯酸(DHA)在视网膜光感受细胞的发育中发挥重要作用,并可上调血红素氧合酶1(HO-1)的表达,从而发挥抗氧化效应,但DHA是否能影响人视网膜色素上皮(RPE)细胞表达HO-1尚未阐明. 目的 观察DHA对体外培养的RPE中HO-1表达的影响及其分子机制. 方法 对人RPE细胞系ARPE-19进行培养,分别用30、50、100和120 μmol/L DHA作用4～24 h,以不含DHA培养的细胞作为对照组.采用乳酸脱氢酶(LDH)法检测DHA对细胞的毒性;分别采用实时荧光定量PCR和Western blot法检测各组细胞中HO-1 mRNA及其蛋白的相对表达;采用比色法分析各组细胞中HO-1酶活性变化情况;采用荧光探针H2DCFDA检测细胞中活性氧簇(ROS)的相对比例,并采用免疫荧光技术检测各组培养细胞中核转录因子-E2相关因子2(Nrf2)的核转位情况;分别采用ROS抑制剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)干预法和Nrf2小干扰RNA(siRNA)转染法作用于培养的细胞,采用Western blot法检测细胞中Nrf2蛋白的表达,并观察其对细胞中HO-1蛋白表达量的影响. 结果 0、30、50、100和120 μmol/L DHA作用于ARPE-19细胞后24 h,培养上清液中LDH漏出率的总体比较差异有统计学意义(F=8.14,P＜0.05),其中120 μmol/L DHA作用后细胞中LDH漏出率明显高于0、30、50、100 μmol/L DHA组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).不同浓度DHA作用ARPE-19细胞后8h,HO-1mRNA及其蛋白的相对表达量以及HO-1的酶活性总体比较差异均有统计学意义(F=16.24,P＜0.05;F=11.34,P＜0.05;F=11.81,P＜0.05),其中30、50、100 μmol/L DHA组细胞中HO-1 mRNA及其蛋白的相对表达量以及HO-1的酶活性均明显高于0μmol/L DHA组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).不同浓度DHA作用ARPE-19细胞后4h细胞内ROS相对荧光强度、细胞核Nrf2阳性细胞比例的总体比较差异均有统计学意义(F=11.08,P＜0.05;F=16.42,P＜0.05),其中30、50和100μmol/L DHA组细胞中ROS相对荧光强度、细胞核Nrf2阳性细胞比例均明显高于0μmol/L DHA组,差异均有统计学意义(均P＜0.05).100 μ.mol/L DHA处理条件下,NAC预处理后细胞中HO-1蛋白的相对表达量和细胞核Nrf2阳性细胞比例均明显低于单纯100μmol/L DHA组,Nrf2 siRNA转染组细胞中HO-1的相对表达量和细胞核Nrf2阳性细胞比例均明显低于空白siRNA转染组,差异均有统计学意义(均P＜0.05). 结论 低于100 μmol/L的DHA可能通过ROS/Nrf2途径诱导RPE细胞表达HO-1,从而发挥对细胞的保护作用.
