黄芩苷通过调节Keap1/Nrf2/ARE信号通路抑制高糖诱发的晶状体上皮细胞凋亡和氧化应激

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目的:
  通过体外培养人晶状体上皮细胞(HLE-B3),以适当浓度的葡萄糖诱导其发生凋亡和氧化应激,通过模拟糖尿病性白内障的发生机制来建立糖尿病性白内障凋亡和氧化应激模型,以此来观察高糖诱导下的人晶状体上皮细胞在黄芩苷干预下的影响,同时探究黄芩苷在高糖诱导下的人晶状体上皮细胞凋亡和氧化应激中所发挥的作用,并探索在高糖环境下,黄芩苷对人晶状体上皮细胞的保护作用是否是与调控Keap1/Nrf2/ARE信号通路有关,以此为延缓糖尿病性白内障的发生发展提供新思路。
  方法:
  1.体外培养人晶状体上皮细胞(HLE-B3),分别用不同浓度的葡萄糖(25mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L)对HLE-B3作用不同时间(0h、24h、48h),为了找出高浓度葡萄糖使人晶状体上皮细胞发生凋亡和氧化应激的最适宜浓度以及作用时间,本实验采用CCK8来检测不同浓度下人晶状体上皮细胞的增殖状况。
  2.体外培养人晶状体上皮细胞(HLE-B3),分别用不同浓度的黄芩苷(0μmol/L、5μmol/L、10μmol/L、25μmol/L、50μmol/L、100μmol/L)对HLE-B3作用不同时间(0h、24h、48h),为了探究黄芩苷干预后人晶状体上皮细胞在高浓度葡萄糖的环境中所产生的凋亡和氧化应激损伤是否会发生改变,本实验用CCK8法进行检测。
  3.将人晶状体上皮细胞(HLE-B3)随机分3组:正常组(用低糖DMEM培养基进行培养),高糖组(先用低糖DMEM培养48h,再用200mmol/L的DMEM培养基处理48h),低浓度黄芩苷组(黄芩苷组先用黄芩苷溶液处理48h,再用高浓度葡萄糖的培养基处理48h)为了观察人晶状体上皮细胞在不同的培养环境中所表现出来的细胞增情况,实验中采用CCK8法进行检测。
  4.将人晶状体上皮细胞(HLE-B3)随机分为3组:正常组(用低糖DMEM培养基进行培养),高糖组(葡萄糖浓度为200mmol/L DMEM培养基进行培养),低浓度黄芩苷组(5μmol/L黄芩苷+200mmol/L葡萄糖培养基),流式细胞术检测各组细胞凋亡情况;RT-PCR法检测Keap1、Nrf2、NQO1、HO-1、Bax、Bcl-2mRNA在不同的培养环境中的表达状况;Western blot法检测Keap1、Nrf2、NQO1、HO-1、Bax、Bcl-2的蛋白表达;酶标法检测各组SOD、MDA、GSH-Px含量。
  统计学方法:用SPSS22.0进行统计学分析,计量资料—样本均数间比较采用单因素方差分析(ANOVA),组间两两比较采用LSD-t检验,P<0.05表示差异具有统计学意义。
  结果:
  1.根据CCK8结果选择200mmol/L葡萄糖作用48h作为造模最佳浓度和时间,同时选择5μmol/L黄芩苷作为最佳浓度进行后续实验。
  2.CCK8结果显示:在高浓度的葡萄糖中培养的人晶状体上皮细胞,其增殖率会大大降低,在加入低浓度黄芩苷(5μmol/L)干预后的细胞组中活力可以升高,但是在不同浓度的黄芩苷组中黄芩苷浓度越高,细胞活力越低(P<0.05);
  3.流式细胞术检测结果显示:在高糖环境下人晶状体上皮细胞会发生凋亡,低浓度黄芩苷(5μmol/L)干预后可以降低人晶状体上皮细胞的凋亡率(P<0.05);
  4.RT-PCR结果显示:高糖环境作用下的人晶状体上皮细胞Nrf2、HO-1、NQO1、Bcl-2的mRNA表达水平与正常组相比较明显降低,Keap1、Bax mRNA表达水平均显著升高。黄芩苷预处理后的人晶状体上皮细胞中Nrf2、NQO1、HO-1、Bcl-2mRNA表达水平与仅仅使用高浓度葡萄糖培养的人晶状体上皮细胞相比较其表达量明显升高(P<0.05),Keap1、Bax mRNA表达水平均显著降低(P<0.05);
  5.Western blot结果显示:高糖组Keap1、Bax蛋白表达量较正常组升高,黄芩苷组较高糖组降低(P<0.05)。高糖处理后的人晶状体上皮细胞Nrf2、HO-1、NQO1、Bcl-2蛋白表达量与未加入高浓度葡萄糖的组相比较降低,黄芩苷预处理后各蛋白的表达量与高糖组相比升高(P<0.05);
  6.酶标法结果显示:高糖组SOD、GSH-Px含量均较正常组降低,MDA含量较正常组升高,黄芩苷组SOD含量、GSH-Px含量均较高糖组明显升高(均为P<0.05),MDA含量较高糖组降低(均为P<0.05)。
  结论:
  1.低浓度黄芩苷可抑制高糖诱导的晶状体上皮细胞凋亡和氧化应激。
  2.黄芩苷抑制高糖诱导的晶状体上皮细胞凋亡和氧化应激的机制可能与参与调节Keap1-Nrf2-ARE信号通路有关。
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