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目的:
年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)中慢性炎症、氧化性刺激对RPE细胞、视锥、视杆细胞的死亡起重要的诱导作用。有研究表明,在小鼠新皮质神经元中,低浓度的蛋白酶体抑制剂能升高蛋白酶体活性从而减少了神经退行性疾病中细胞的死亡。本课题研究可逆性蛋白酶体抑制剂Carbobenzoxy-L-leucyl-L-leucyl-L-leucinal(MG-132)和不可逆性蛋白酶体抑制剂clasto-lactacystin-β-1actone(LA)在ARPE-19细胞中的抗炎、抗氧化损伤作用,并探讨它们的作用机制。
方法:
1、细胞毒性实验检测蛋白酶体抑制剂的抗氧化损伤作用
ARPE-19细胞先用不同浓度的MG-132或LA预处理,再用氧化性刺激物4-hydroxynonenal(4-HNE)/menadione(VK3)处理,加MTS检测吸光度。
2、蛋白酶体活性检测实验
ARPE-19细胞用不同浓度的MG-132或LA分别处理,后用非变性细胞裂解液裂解细胞,收集蛋白。在Ex380nm,Em440nm下检测荧光值,用荧光值表示蛋白酶体的活性。
3、蛋白酶体抑制剂激活转录因子peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)
(1)细胞毒性实验
ARPE-19细胞先用MG-132和不同浓度的PPARα/PPARγ抑制剂GW6471/GW9662预处理,再用4-HNE/VK3处理,加MTS检测吸光度。
(2)双荧光素酶报告基因实验
ARPE-19细胞中共同转染质粒pPPREx3-tk-Luc和pRL-SV40,后用不同浓度MG-132和LA分别处理细胞,检测萤火虫荧光素酶和海肾荧光素酶的活性,用两者比值来反映启动子PPAR反应元件(PPAR response element,PPRE)的活性。
(3)电泳迁移率实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)
MG-132处理ARPE-19细胞,用非变性细胞裂解液裂解细胞,提取核蛋白做EMSA检测。并用PPARα和PPARγ抗体来干预核蛋白和探针的结合,通过supershift条带来鉴定被激活的PPAR亚类。
结果:
1、ARPE-19细胞中,MG-132和LA均可以减少氧化性刺激(4-HNE/VK3)引起的细胞毒性,起到保护细胞的作用。其中MG-132的保护作用可以被PPARα拮抗剂GW6471部分阻断,而LA的保护作用既不能被GW6471也不能被PPARγ拮抗剂GW9662所阻断。
2、低浓度的蛋白酶体抑制剂MG-132和LA在ARPE-19细胞中的抗炎、抗氧化作用机制不同于神经元。它们在神经元中抗炎、抗氧化是通过升高蛋白酶体的活性,而在ARPE-19细胞中,有保护作用浓度的MG-132和LA,均抑制了蛋白酶体活性。
3、在ARPE-19细胞中,MG-132的抗炎、抗氧化作用部分是通过激活抗炎转录因子PPARα,而LA的抗炎、抗氧化作用机制目前还不清楚。
结论:
在ARPE-19细胞中,MG-132和LA均可以对抗氧化损伤,起到保护细胞的作用。MG-132的抗炎、抗氧化作用部分是通过激活抗炎转录因子PPARα,而LA的抗炎、抗氧化作用机制则不同。本课题从新的角度研究AMD中RPE细胞的死亡机制,该课题的完成有助于我们进一步了解AMD,从而为AMD的预防和治疗提供新的靶点和理论依据。