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研究背景:视网膜是人体中耗氧量最高的组织之一,视网膜氧平衡对视网膜稳态至关重要。近期研究发现,视网膜内的氧化平衡被破坏可能导致光感受器细胞损失的进一步发展。硫化氢(H2S)作为一种小气体信号分子,可通过Nrf2途径来调控机体的抗氧化能力和抗炎症能力,而使用H2S作为保护视网膜的研究尚少,并未见到使用H2S通过Nrf2途径来发挥保护作用及其具体机制的研究报道。研究目的:基于现有文献和我们实验室前期工作的发现,以Nrf2途径作为信号分子靶标,开展了使用H2S是否能保护视网膜细胞免受氧化损伤的相关研究,并探究其作用机制。研究方法:1.体内模型:选用Sprague-Dawley(SD)大鼠为研究对象,通过腹腔注射N-甲基-N-亚硝基脲(MNU)和硫氢化钠(NaHS)对大鼠进行处理,眼球、肾脏和肝脏用于HE染色并显微镜观察损伤,构建视网膜损伤的动物模型,考察H2S在体内对视网膜损伤的保护作用,并采用MDA和SOD检测试剂盒检测体内MDA和SOD的变化,用ELISA方法检测体内IL-1α和TNF-α炎症因子的变化,最终采用免疫组化的方式检测Nrf2蛋白表达变化;2.体外模型:选用人视网膜色素上皮ARPE-19细胞作为研究对象,用过氧化氢(H2O2)和硫氢化钠(NaHS)构建视网膜损伤的细胞模型,通过MTT法筛选对视网膜损伤和保护的适宜浓度,并用Annexin V/PI染色通过流式细胞仪检测视网膜细胞凋亡的影响,此外用DCFH探针(ROS探针)通过流式细胞仪检测ROS水平变化的影响,用ELISA检测炎症因子变化的影响,同时使用q-PCR技术初步探究Nrf2的mRNA变化,并且采用Western blot技术检测Nrf2蛋白的表达情况;最后使用ML385(Nrf2抑制剂)对H2S诱导的保护作用进行检验。研究结果:1.在MNU构建的大鼠视网膜损伤模型上,通过HE染色观察的结果中可发现H2S可以减少MNU诱导视网膜的变薄,说明H2S减少MNU诱导的视网膜感光细胞的死亡,并且H2S和MNU对肝脏和肾脏并无明显的影响,显示了造模的合理性;2.从试剂盒检测的结果中可发现H2S抑制MNU诱导的大鼠视网膜MDA水平升高和SOD水平下降,说明H2S可以抑制MNU诱导的氧化水平的升高;3.通过ELISA法检测的结果中可发现H2S减轻MNU诱导的大鼠视网膜的炎症因子TNF-α和IL-1α的产生,说明H2S可以减少MNU诱导的炎症产生;4.从免疫组化的结果上来看H2S可以增加Nrf2蛋白的表达,增强大鼠视网膜的抗氧化能力;5.在H2O2构建的ARPE-19细胞损伤模型上,从MTT的结果上发现H2S减少H2O2处理的ARPE-19的细胞存活率,并且使用Annexin V/PI染色通过流式细胞仪检测发现H2S减少H2O2处理的ARPE-19的细胞凋亡率;6.使用DCFH探针通过流式细胞仪检测发现H2S减少H2O2处理的ARPE-19细胞的ROS水平升高,并且使用试剂盒检测发现H2S减少H2O2处理的ARPE-19细胞的SOD水平下降,说明H2S切实减少H2O2造成的视网膜细胞氧化损伤;7.从ELISA检测的结果上发现H2S可以减少H2O2造成的炎症因子(IL-1α和TNF-α)的升高,减轻视网膜细胞的炎症生成;8.从q-PCR的结果上发现,H2O2会抑制Nrf2的mRNA表达,而H2S则会解除H2O2的抑制,并且通过Western Blot检测发现H2O2会抑制Nrf2的表达,而H2S可以增加Nrf2的表达,从而增加视网膜细胞的抗氧化能力。9.最后通过使用ML385抑制剂检测了Nrf2在H2S保护视网膜细胞的作用,发现Nrf2参与了H2S减少H2O2诱导的细胞凋亡、炎症产生、ROS水平升高。研究结论:本研究不仅证实了H2S可以保护视网膜免受氧化损伤,而且这种保护作用可以通过Nrf2途径增强视网膜的抗氧化能力。因此,本研究结果为H2S作为预防与治疗色素性视网膜炎奠定了一定的理论基础,并为H2S作为抗氧化剂应用于临床保护和治疗视网膜疾病提供了一种可能的方案。