LED光源照射及PI3K抑制剂对人视网膜色素上皮细胞自噬和凋亡的影响

目的探讨LED光源照射对人视网膜色素上皮(RPE)细胞自噬和凋亡的影响,以及磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)抑制剂LY294002在光照下对RPE细胞自噬和凋亡的影响。方法体外培养人ARPE-19细胞,随机分为6 h对照组、6 h模型组、6 h LY294002组,12 h对照组、12 h模型组、12 h LY294002组,24 h对照组、24 h模型组、24 h LY294002组,分别给于设定时间的LED冷光照射或加入LY294002后的光照。采用噻唑蓝法检测各组细胞存活率;流式细胞术检测各组细胞凋亡率;透射电子显微镜观察各组细胞超微结构;构建稳定表达红色荧光蛋白-绿色荧光蛋白-微管相关蛋白1轻链3(LC3)的RPE细胞株,激光共聚焦合倒置荧光显微镜分析细胞自噬流变化;Western blot法检测苄氯素1(Beclin 1)、LC3和p62自噬相关蛋白表达水平。结果与对照组比较,6、12、24 h模型组细胞存活率均下降(均P<0.05),12、24 h LY294002组细胞存活率均下降(均P<0.01);与模型组比较,12、24 h LY294002组细胞存活率均升高(均P<0.05)。与对照组比较,6、12、24 h模型组和LY294002组细胞凋亡率均升高(均P<0.05);与模型组比较,6、12 h LY294002组细胞凋亡率均下降(均P<0.05)。模型组RPE细胞在光照24 h后,胞内可见较多的自噬泡,LY294002干预后也可见聚集性分布的自噬囊泡。观察自噬流发现,对照组少见红色亮点,模型组红色亮点荧光随光照时间延长数量逐渐增多,Merge图中黄色亮点数量增多明显,LY294002干预后,红色亮点与黄色亮点呈增多趋势。与对照组比较,6、12、24 h模型组和LY294002组细胞中Beclin 1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达水平均升高,p62蛋白表达水平均下降,差异均有统计学意义(均P<0.05);与模型组比较,6、12、24 h LY294002组细胞中Beclin 1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达均升高,12、24 h LY294002组细胞中p62蛋白表达水平均下降,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论LED光源照射可刺激ARPE-19细胞发生自噬,增加细胞凋亡率;PI3K抑制剂LY294002能上调细胞的自噬活性,减缓凋亡。

雷帕霉素对光诱导下视网膜色素上皮细胞自噬的影响

目的:探讨雷帕霉素对光诱导下视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)自噬的影响。方法:将自噬双标mRFP-eGFP-LC3质粒转染进ARPE-19细胞中获得稳定表达的转染细胞株,随后随机分为6 h对照组、6h模型组、6 h雷帕霉素组;12 h对照组、12 h模型组、12 h雷帕霉素组和24 h对照组、24 h模型组、24 h雷帕霉素组。对照组避光培养,模型组受光照刺激;雷帕霉素组加入10μmol/L雷帕霉素后受光照刺激,光源采用LED冷光灯,在(16500±500)lx光照强度下照射细胞6、12、24 h。检测转染效率,MTT检测ARPE-19细胞存活率;激光共聚焦显微镜对自噬流变化进行定性分析,透射电镜观察细胞自噬形态;蛋白免疫印迹法对Beclin1、LC3、P62自噬相关蛋白表达量进行检测。结果:与对照组相比,模型组光照6、12、24 h后,细胞存活率显著下降(P<0.001);雷帕霉素组经光照后细胞存活率高于模型组(P<0.05)。光照6、12、24 h后模型组红色荧光斑点较对照组逐渐增多,绿色荧光斑点也随之增加,Merge图中从光照12 h开始黄色斑点数量增多明显。雷帕霉素组在光照6、12、24 h时红色荧光斑点较模型组加强,绿色荧光较模型组弱。透射电镜观察发现模型组胞内见较多的自噬泡,雷帕霉素组细胞见大量聚集分布自噬囊泡。蛋白免疫印迹结果发现光照6、12、24 h后,模型组中自噬相关蛋白Beclin1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的相对表达水平均增加,P62蛋白表达较低。而采用雷帕霉素干预后,与模型组相比,雷帕霉素组在光照6 h时Beclin 1蛋白表达量差异不明显、在12、24h时Beclin 1蛋白表达量逐渐升高;LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的比值均高于模型组;P62蛋白表达量差异不显著。结论:光照可诱导ARPE-19细胞自噬现象的发生,且雷帕霉素能上调其自噬活性。

基于网络药理学探讨五子衍宗丸治疗Leber遗传性视神经病变的潜在作用机制

目的基于网络药理学探讨五子衍宗丸治疗Leber遗传性视神经病变(LHON)的药效机制。方法通过中药系统药理学分析平台(TCMSP)、PubChem数据库和Swiss Target Prediction分析平台获取五子衍宗丸中有效活性成分及蛋白靶点,结合药典补充后,借助UniProt数据库对靶点进行规范。利用GeneCards、OMIM及DisGeNET数据库获取LHON的靶点。在Venny 2.1.0平台得到WYP和LHON的交集基因,后导入String数据库完成蛋白相互作用网络图,再以Cytoscape3.9.1软件提取出核心靶点,最后应用DAVID数据库完成富集分析。结果共得到五子衍宗丸药物靶点413个,LHON疾病靶点1365个,两者交集基因37个。GO富集共218个条目,主要涉及血管生成、细胞凋亡、基因表达等过程,KEGG通路分析表明与流体剪切力与动脉粥样硬化通路、癌症通路、MAPK信号通路和PI3K/Akt信号通路等密切相关。结论五子衍宗丸治疗LHON是多成分、多靶点、多通路协同作用的结果,可能是通过作用于TP53、CASP3、ERBB2、VEGFA等核心靶点,调节MAPK、PI3K/Akt等多条信号通路参与抗氧化应激、抑制细胞凋亡的过程。

不同纯度枸杞多糖对光诱导人RPE细胞氧化应激损伤保护作用研究

目的:观察不同纯度枸杞多糖(LBP)对光诱导人视网膜色素上皮(RPE)细胞损伤的抗氧化作用。方法:体外培养人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19),建立光诱导下hRPE细胞损伤模型,加入不同纯度的枸杞多糖(50%、65%)对hRPE细胞进行干预并于24h后进行相应指标检测。CCK-8法检测细胞活力;流式细胞术(FCM)检测细胞内活性氧自由基(ROS)、细胞超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的含量。实验组分为正常组、模型组、不同纯度枸杞多糖(50%、65%)干预组。结果:与正常组比较,模型组细胞存活率明显降低,SOD活力明显下降,ROS、MDA明显升高(P<0.01);与模型组比较,不同纯度枸杞多糖(50%、65%)干预组细胞存活率明显升高,SOD活力明显上升,ROS、MDA呈下降趋势(P<0.01);65%枸杞多糖组较50%枸杞多糖组细胞存活率明显升高,SOD活力呈上升趋势,ROS、MDA明显下降(P<0.01)。结论:枸杞多糖可保护光诱导的hRPE细胞氧化损伤,随着枸杞多糖纯度提高,其保护作用更显著。

miRNA-21-5p对光诱导的人视网膜色素上皮细胞氧化应激损伤的影响

目的研究miRNA-21-5p对光诱导的人视网膜色素上皮细胞氧化应激损伤的影响。方法将体外培养的人视网膜色素上皮细胞系ARPE-19细胞随机分为对照组(TransIntro EL Transfection Reagent转染液培养)、损伤组(TransIntro EL Transfection Reagent转染液+光损伤)、过表达组(TransIntro EL Transfection Reagent转染液+miRNA-21-5p mimics+光损伤)、阴性组(TransIntro EL Transfection Reagent转染液+miRNA-21-5p mimics NC+光损伤)、PI3K/Akt阻断剂组(TransIntro EL Transfection Reagent转染液+miRNA-21-5p mimics+LY294002+光损伤)。使用光照强度为(16500±200)lx的LED冷光灯建立ARPE-19细胞光损伤模型,利用TransIntro EL Transfection Reagent转染液行细胞转染。采用qRT-PCR法检测各组ARPE-19细胞miRNA-21-5p表达水平,采用CCK-8法检测各组ARPE-19细胞活力,流式细胞仪检测各组ARPE-19细胞活性氧(ROS)含量变化,ELISA法检测各组ARPE-19细胞超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果与对照组相比,损伤组ARPE-19细胞miRNA-21-5p表达明显下降,细胞存活率明显下降,ROS含量显著升高,SOD活性明显降低,MDA含量明显增加(均为P<0.001);与损伤组相比,过表达组ARPE-19细胞miRNA-21-5p表达明显升高,细胞存活率明显上升,ROS含量明显降低,SOD活性升高,MDA含量减少(均为P<0.001),而阴性组ARPE-19细胞miRNA-21-5p表达、细胞存活率、ROS含量、SOD活性、MDA含量均无明显差异(均为P>0.05);与过表达组相比,PI3K/Akt阻断剂组ARPE-19细胞miRNA-21-5p表达明显降低,细胞存活率明显下降,ROS含量明显升高,SOD活性明显降低,MDA含量明显增加(均为P<0.01)。结论miRNA-21-5p能显著降低光诱导的ARPE-19细胞氧化应激水平,提高光诱导的ARPE-19细胞抗氧化能力。

枸杞多糖通过miRNA-21-5p靶向PTEN调控PI3K/Akt/mTOR通路抗人视网膜色素上皮细胞光损伤机制

目的:研究枸杞多糖(LBP)对光诱导人视网膜色素上皮(RPE)细胞凋亡作用的影响及其保护机制。方法:将体外培养的人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)随机分为空白对照组,模型组,枸杞多糖低、中、高剂量组,建立人RPE细胞光损伤模型,于光照24h后进行相应指标检测。采用CCK-8法检测细胞存活率;流式细胞术检测细胞凋亡率;qRT-PCR法检测miRNA-21-5p、PTENmRNA表达水平;WesternBlot法检测PTEN、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、p-PI3K、蛋白激酶B(Akt)、p-Akt、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、P-mTOR蛋白表达量。结果:与空白对照组比较,模型组细胞存活率显著降低,细胞凋亡率显著升高,miRNA-21-5p表达显著下降,PTENmRNA表达显著升高,PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平显著降低,PTEN蛋白表达量显著升高(P<0.01);与模型组比较,枸杞多糖低、中、高剂量组细胞存活率显著升高,细胞凋亡率显著下降,miRNA-21-5p表达显著升高,PTENmRNA表达均显著降低,PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平均显著升高,PTEN蛋白表达量显著降低(P<0.05,P<0.01);与LBP低剂量组比较,中、高剂量组细胞存活率显著升高,细胞凋亡率显著降低,miRNA-21-5p表达显著升高,PTENmRNA表达显著降低,PI3K、Akt、mTOR磷酸化水平均显著增高,PTEN蛋白表达量显著降低(P<0.05,P<0.01);LBP高剂量组与LBP中剂量组相比细胞存活率显著上升,细胞凋亡率显著降低,miRNA-21-5p表达显著上升,PTENmRNA表达显著下降,mTOR、PI3K、Akt磷酸化水平均显著升高,PTEN蛋白表达量显著降低(P<0.05,P<0.01)。结论:枸杞多糖可抑制光诱导下ARPE-19细胞凋亡,其机制可能是通过上调miRNA-21-5p、下调PTENmRNA表达,从而激活PI3K/Akt/mTOR信号通路来增强保护RPE细胞对抗光损伤作用,且呈浓度依赖性。