血红素氧合酶1对高糖诱导人晶状体上皮细胞的氧化应激和凋亡的影响

摘要

背景白内障是全世界最常见的致盲原因,在我国致盲性眼病中占比最高。近年来医疗水平虽有进步,但手术仍是现阶段治疗白内障最有效的方法。目的研究血红素氧合酶1(heme oxygenase-1,HO-1)对高糖诱导人晶状体上皮细胞的氧化应激和凋亡的影响,为研发治疗糖尿病性白内障的药物奠定理论基础。方法将晶状体上皮细胞(SRA01/04)暴露于不同浓度(5 mmol/L,15 mmol/L,30 mmol/L,50 mmol/L,100 mmol/L)的葡萄糖溶液中24 h,用CCK-8检测各组细胞的增殖活力,选择最佳葡萄糖浓度。晶状体上皮细胞(SRA01/04)暴露于5 mmol/L(Control)和100 mmol/L(D)浓度的葡萄糖、HO-1的诱导剂(钴原卟啉;cobalt protoporphyrin,CoPP)和HO-1的抑制剂(锌原卟啉;zinc protoporphyrin,ZnPP)下,将实验分为6组:Control 5 mmol/L组,Control 5 mmol/L+CoPP 10μmol/L组,Control 5 mmol/L+ZnPP 10μmol/L组,D 100 mmol/L组,D 100 mmol/L+CoPP 10μmol/L组,D 100 mmol/L+ZnPP 10μmol/L组。流式细胞术测定各组细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)相对含量。Annexin V/PI对各组细胞凋亡染色,流式细胞仪器检测细胞凋亡情况。结果晶状体上皮细胞(SRA01/04)暴露于100 mmol/L浓度的葡萄糖中,细胞增殖活力显著下降(P<0.05),此为本实验的最佳浓度。流式细胞仪测得各组ROS相对含量:Control 5 mmol/L组4.70%±1.27%,Control 5 mmol/L+CoPP 10μmol/L组2.37%±1.37%,Control 5 mmol/L+ZnPP 10μmol/L组34.4%±1.72%,D 100 mmol/L组51.63%±1.74%,D 100 mmol/L+CoPP 10μmol/L组43.37%±2.08%,D 100 mmol/L+ZnPP 10μmol/L组60.10%±1.54%,表明高糖会导致细胞内ROS相对含量升高,HO-1的表达上调会导致细胞内的ROS相对含量下降;反之,HO-1表达下调时,细胞内的ROS相对含量增多。用流式细胞仪器检测上述各组细胞凋亡比例分别为3.05%±0.35%、1.69%±0.53%、7.46%±1.85%、39.56%±0.50%、33.72%±2.05%、44.53%±0.48%,表明高糖会导致细胞凋亡比例升高,HO-1的表达上调会导致细胞凋亡比例下降;反之,HO-1表达下调时细胞凋亡比例升高。结论上述研究结果表明通过对HO-1表达水平的上调,降低了细胞内ROS相对含量,从而减少了细胞的凋亡,对高糖诱导的人晶状体上皮细胞损伤起保护作用。因此HO-1是一种潜在治疗糖尿病性白内障的干预措施。