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艾滋病(Acquire Immunodeficiency Syndrome,AIDS)患者中有50%~75%会出现多种严重的眼部并发症,其中有相当一部分患者的首发症状表现在眼部,然而目前有关AIDS眼部侵犯及其相关并发症的发生机理尚未明确。
Ⅰ型人类免疫缺陷病毒反式激活因子(HIV-1 Tat)是AIDS感染过程中的关键蛋白,在机体多个系统均有明显的致病作用,参与了HIV脑病、肾病、肠功能失调等的发生。但有关HIV-1 Tat蛋白在AIDS眼部并发症发生、发展过程中的作用还少有文献报道。
视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium,RPE)位于神经视网膜和脉络膜毛细血管层之间,依赖完整的细胞间紧密连接,构成血-视网膜外屏障(outer blood-retinal berrier,oBRB),在维持视网膜光感受器内环境稳态和视网膜整体健康的过程中发挥了至关重要的作用。
目前已经证实,HIV-1 Tat可作用于血脑屏障(blood-brainbarrier,BBB),引起细胞间紧密连接破坏和屏障功能紊乱在HIV进入中枢神经系统的过程中发挥了重要的作用。oBRB与BBB两者的屏障功能和转运系统高度相似,因此我们推测,HIV-1 Tat蛋白也可能通过某种机制对RPE的紧密连接蛋白产生结构和功能的影响,进而破坏oBRB的完整性,促使HIV进入眼内,导致眼部内环境稳定性的丧失,各种并发症相继发生。
有鉴于此,本实验的目的在于观察HIV-1 Tat蛋白对视网膜色素上皮细胞增殖与凋亡、紧密连接屏障功能的影响及其在分子水平上相应的变化,并从MAPK家族入手探讨其可能的信号途径,揭示HIV-1侵犯血.视网膜屏障的可能机制,为深入研究HIV-1眼部侵犯和相关并发症的发生机理及其临床防治策略提供科学的实验依据。研究方法本研究以人RPE细胞系D407为研究对象,进行了下列实验:
1.HIV-1 Tat蛋白对RPE增殖与凋亡的影响采用MTT法观察HIV-1 Tat不同浓度和不同作用时间对D407的生长抑制作用,并用AnnexinV-HTC/H双标记和rhodaminel23(Rh0123)标记线粒体膜电位(△Ψm),流式细胞仪(FCM)检测HIV-I Tat对细胞凋亡率和△Ψm的影响;用Western blot检测caspase-9的活化情况:并使用HTC免疫荧光法标记,FCM检测线粒体途径凋亡相关蛋白bel-2和Bax的表达变化。
2.HIV-1 Tat蛋白对RPE紧密连接屏障功能的影响采用经上皮电阻(TER)和荧光素钠渗漏实验评价HIV-1 Tat蛋白对RPE屏障功能的破坏作用:使用real time-PCR、Western blot和免疫荧光检测HIV-1 Tat蛋白对紧密连接蛋白occludin claudins在mRNA和蛋白水平表达的影响。
3.MAPK在HIV-1 Tat蛋白对RPE细胞毒性中的作用采用Western blot检测HIV-1 Tat蛋白对ERK 1/2、p38的活化作用,用化学发光法观察NF-kB DNA结合活性的变化;用特异性抑制剂抑制ERKl/2、p38和NF-kB的活化后,用前述方法观察HIV-1 Tat蛋白对RPE诱导凋亡和破坏屏障的作用。
结论:1.HIV-1 Tat蛋白可以影响bel-2和Bax表达,通过线粒体途径诱导RPE凋亡,这可能促成了活体内疾病状况下的RPE细胞死亡。
2.HIV-1 Tat蛋白通过调节紧密连接相关蛋白的表达,破坏RPE屏障,这可能是其侵犯眼部的机制之一。
3.MAPK家族成员ERK1/2和p38参与了HIV-1 Tat蛋白对RPE的毒性作用,其中ERK1/2主要介导了HIV-1 Tat蛋白的屏障破坏作用,p38则主要参与了凋亡诱导作用。
4.NF-kB出在HIV-1 Tat蛋白的RPE毒性中有重要作用,它可能是作为MAPK的下游信号分子和转录因子发挥作用,这为HIV相关视网膜病变的治疗提供了新的思路和靶点。