视网膜色素上皮细胞光氧化损伤及原花青素B2的保护作用

作者:许智涵;姜云;赵兆;李伟楠;孙向军; 刊名:上海交通大学学报(农业科学版) 上传者:刘智

【摘要】蓝光可诱导视网膜色素上皮(RPE)细胞发生光损伤,是年龄相关性眼病的主要发病机制之一。随着年龄增长,脂褐素在RPE细胞中沉积,蓝光能诱导RPE细胞中的脂褐素产生活性氧自由基(ROS),导致光氧化损伤。为了进一步研究蓝光诱导RPE细胞损伤的机制,采用累积了脂褐素主要成分N-亚视-N-视黄基-乙醇胺(A2E)的ARPE-19细胞作为RPE细胞光氧化损伤模型,对细胞活性、ROS、内质网应激(ER stress)蛋白及caspases进行检测,结果显示蓝光可降低RPE细胞活性,增加了ROS生成量,并且与内质网应激(ER stress)反应以及caspase-9和caspase-3的活化相关。此外,经原花青素B2处理后,RPE细胞活性显著提高,并且过氧化物歧化酶(SOD)活力及还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著增加。这些结果表明,葡萄原花青素B2可能通过提高细胞内抗氧化酶活力降低氧化应激反应,从而抑制蓝光诱导RPE细胞损伤。

全文阅读

日常生活中,人眼接收来自于太阳、荧光灯和LED(light-emitting diode)灯产生的可见光(380~750nm)。其中,具有高能量的蓝光(450~495nm),可以透过眼睛的晶状体照射到视网膜,导致视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)细胞损伤,严重情况下会导致失明[1-2]。随着年龄增长,脂褐素在RPE细胞中沉积。研究表明,蓝光诱导脂褐素产生活性氧自由基(ROS),导致RPE细胞光氧化损伤[3-5]。氧化应激会影响内质网的正常生理功能,导致新合成的蛋白折叠受阻或错误折叠,这些未折叠或错误折叠蛋白在内质网内腔的大量蓄积会导致内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ER stress)反应。持续或强烈的内质网应激反应会对细胞的许多功能产生不利的影响,最终导致细胞死亡[6-7]。在没有应激反应产生的情况下,肌醇酶1(inositolrequiring enzyme1,IRE-1)又称抑制物阻抗性酯酶1,活化转录因子6(activating transcription factor6,ATF-6)和PKR样ER调节激酶(pancreatic ERkinase(PKR)-like ERkinase,PERK)没有活性,分别与GRP78/Bip紧密结合;当内质网内腔中错误折叠或未折叠蛋白增多时,GRP 78/Bip与这3种应激因子解离,与错误折叠或未折叠蛋白结合,游离的IRE-1、PERK分别被激活而发生自身磷酸化反应,启动相应的信号通路。例如,促进DNA损伤诱导家族基因153(GADD 153/C/EBP homologousprotein,CHOP)的表达[8],导致细胞凋亡。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)是衡量氧化应激水平的主要指标,具有保护机体降低氧化损伤的作用。SOD被认为是防止RPE细胞受到氧化损伤的主要抗氧化酶[9],年龄相关性眼病患者血清中SOD含量明显低于正常人[10],说明提高机体抗氧化能力对防治年龄相关性眼病具有重要作用。Lee JB等[35]将草药中提取的抗氧化物作用于蓝光照射后的人眼角膜上皮细胞(human corneal epithelialcells),其SOD的表达量明显提高,且ROS的减少量与抗氧化物的剂量呈正比关系。Xie等[11]发现一种藻类提取物可显著提高氧化损伤RPE细胞的SOD水平,说明可以通过外加抗氧化剂提高机体SOD活力,缓解细胞氧化应激。大量临床实验证明谷胱甘肽在RPE细胞的内源性抗氧化途径中起着重要作用[12],GSH作为体内重要的自由基清除剂和抗氧化剂,在谷胱甘肽还原酶催化下可以与脂质过氧化物、过氧化氢等发生反应,是维持机体内环境氧化还原平衡的重要物质。通过增加体内GSH的含量可以提高RPE细胞的抗氧化能力,从而缓解细胞的氧化损伤。Sternberg等[13]通过在体外培养的RPE细胞培养液中加入足量的谷氨酸盐、半胱氨酸和甘氨酸混合物以提高RPE细胞内GSH含量,可以减轻t-butylhydroperoxide(t-BHP)引起的RPE细胞氧化损伤。Yoon等[14]研究发现,GSH可以直接与脂褐素主要成分N-亚视-N-视黄基-乙醇胺(A2E)的光氧化产物发生反应,从而减少RPE细胞光氧化损伤。Zhou等[15]用萝卜硫素处理光氧化损伤的RPE细胞,提高细胞内GSH的含量,从而抑制RPE细胞氧化损伤。通过膳食补充天然抗氧化剂是抑制RPE

参考文献

引证文献

问答

我要提问