枸杞多糖对人视网膜色素上皮细胞光损伤凋亡线粒体信号传导途径的影响

来源 :宁夏医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linzh
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目的:  以人视网膜色素上皮(human retinalpigment epithelium,hRPE)细胞为研究对象,研究不同光照时长对体外培养的hRPE细胞损伤凋亡的影响,筛选出最佳光照时长建造光损伤模型。研究hRPE细胞光损伤以及枸杞多糖干预防治后细胞中参与凋亡的蛋白分子表达量的变化,探讨枸杞多糖对hRPE细胞光损伤保护可能的信号传导途径,为临床应用枸杞多糖治疗年龄相关性黄斑变性以及视网膜光损伤性疾病提供理论依据。  方法:  1、体外培养hRPE细胞(ARPE-19),用三基色冷光灯模拟自然光源,选取同一光照强度(2500±500)Lux,不同光照时长(2h,4h,6h)对细胞进行光损伤干预,通过MTS细胞增殖与毒性检测出不同光照时长对hRPE细胞活力的影响;流式细胞仪检测出不同光照时长对hRPE细胞凋亡的影响,筛选出建造光损伤模型的最佳光照时长。  2、制备高低安全浓度的枸杞多糖培养基,光照前1h孵育体外培养的hRPE细胞后进行光照实验,设置四个实验分组:A组:空白对照组;B组:光损伤模型组;C组:0.01mg/ml枸杞多糖+光损伤组;D组:1mg/ml枸杞多糖+光损伤组。通过透射电子显微镜进行hRPE光损伤后细胞超微结构的观察及拍片;采用蛋白免疫印迹(Western blot)法检测光损伤以及枸杞多糖的防治对体外培养的hRPE细胞内细胞色素C(Cyt-C)、caspase-9及caspase-3蛋白表达的影响,来探讨枸杞多糖对hRPE细胞光损伤保护的分子机制,进一步探讨hRPE细胞光损伤后细胞凋亡可能的信号传导途径。  结果:  1、MTS法检测结果显示,hRPE细胞活力率组间比较差异有统计学意义(F=16.075,P=0.000)。与空白对照相比,不同光照时长对细胞活力均有抑制作用,光照2h和光照4h组间差异无统计学意义(P>0.05),光照6h组细胞活力较光照4h组和光照2h组下降(P<0.05),光照时间越长,细胞损伤越严重。  2、不同时长光照结束后,经Annexin-VFITC/PI双染法检测结果显示,不同光照时长对细胞主要影响为凋亡。但由于实验结果中晚期凋亡的细胞和坏死细胞区分意义不大,故针对早期凋亡率进行统计学分析。hRPE早期凋亡率组间比较差异有统计学意义(F=28.494,P=0.000)。不同时长光照组hRPE细胞的早期凋亡率均较空白对照组升高(P<0.05),光照4h早期凋亡率较光照2h早期凋亡率升高(P<0.05),光照6h早期凋亡率较光照4h早期凋亡率降低(P<0.05)。光照4h组的早期凋亡率明显高于其他组,同时保有较高的细胞活力。  3、透射电子显微镜结果显示:正常hRPE细胞状态良好,细胞形态大小不一,细胞膜上可见大量微绒毛,胞膜完整,细胞核呈圆形或卵圆形,细胞基底部质膜内褶发达,胞质内有大量黑素颗粒。细胞内可见吞噬体、大量的滑面内质网、发达的高尔基复合体、较多的线粒体和溶酶体、少量的粗面内质网等细胞器。经过光照的hRPE细胞明显走向凋亡的形态,电镜下观察到电镜切片细胞数量明显减少,可见散在的细胞碎片。细胞膜上的微绒毛消失,细胞膜结构完整无破裂,胞质内部细胞器变少,有大量的空泡。细胞核成波纹状,核内可见细胞核沿核膜内侧边缘开始固缩、碎裂,核染色质出现浓缩状态、边集、丢失,可见凋亡小体。结果表明:经过光照后hRPE细胞出现不同程度的损伤,甚至凋亡。  4、蛋白免疫印迹(Western-blot)法检测hRPE细胞内Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白因子的表达量,分别在14KD、46KD、31KD处检测到Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3的目的条带,结果显示:与空白对照组相比,单独经过光照的光损模型组细胞内的Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白表达水平明显上调(P<0.05);用枸杞多糖防治的两个组与光损模型组相比有效的抑制了细胞内Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白的表达,差异均有统计学意义(均P<0.05);其中高浓度枸杞多糖(1mg/ml)组可显著抑制细胞内Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白的表达与空白对照组,差异无统计学意义(P>0.05)。以上结果表明枸杞多糖通过抑制hRPE细胞内Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白的表达,达到保护hRPE细胞的目的。提示枸杞多糖可能是通过抑制线粒体信号传导通路而发挥对hRPE细胞保护作用的。  结论:  本实验从细胞、蛋白分子水平,研究hRPE细胞光损伤后细胞凋亡的信号传导途径,结果显示:1、不同时长的光照对hRPE细胞会有不同程度的损伤,其中给予4h时长光照后,hRPE损伤以早期凋亡为主,同时又保有较高的细胞活力,符合我们实验所需要光损伤模型的建造条件。2、体外培养的hRPE细胞经过光照损伤后不仅细胞微观结构发生了改变而且上调了细胞内的Cyt-C、Caspase-3、Caspase-9等蛋白因子的表达量,枸杞多糖通过抑制hRPE细胞内Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白的表达,达到保护hRPE细胞的目的。这一保护作用可能是通过抑制线粒体信号通路来实现的。
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