孫俊波, 高 達(dá), 趙逸菲, 許 華, 邱 帆, 趙 璐
(1.河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 河南省中醫(yī)院內(nèi)科,河南 鄭州 450002;2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,河南 鄭州 450008)
糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)是2 型糖尿病嚴(yán)重的微血管并發(fā)癥,可導(dǎo)致視力永久性喪失[1]。有研究[2]顯示:在2 型糖尿病患者中微小RNA (microRNAs,miR) -802-5p 表達(dá)水平明顯升高,但其是否參與DR 進(jìn)展有待進(jìn)一步研究。丹皮酚具有抗炎,抗氧化和抗動脈粥樣硬化等的生物學(xué)和藥理學(xué)活性[3]。ZHANG 等[4]發(fā)現(xiàn):丹皮酚可激活沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)蛋白1/核因子E2 相關(guān)因子2 (silent information regulator 1/nuclear ractor E2-related factor 2,Sirt1/Nrf2),通過其抗氧化作用改善糖尿病腎病發(fā)展。此外,研究[5]顯示:丹皮酚可通過上調(diào)miR-339-5p 的表達(dá)減輕高遷移率族蛋白B1 (high mobility group protein B1,HMGB1) 和I-κB 激酶β (inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase-β,IKK-β) 介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),緩解小鼠膿毒癥,提示丹皮酚可能通過調(diào)控miRNAs 表達(dá)參與疾病進(jìn)展。但丹皮酚在DR 中的作用尚未見報(bào)道。因此,本研究構(gòu)建了DR 大鼠模型和高糖(high glucose,HG) 誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞(human retinal microvascular endothelial cells,HRMECs),探討丹皮酚是否通過調(diào)節(jié)miR-802-5p 表達(dá)參與DR 進(jìn)展及其可能的作用機(jī)制,為臨床治療DR 提供新的思路。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物無特定病原體(specefic pathogen free,SPF) 級6 周齡SD 雄性大鼠40 只,體質(zhì)量(200 ± 20) g,由河南中醫(yī)藥大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供,動物使用許可證號:SYXK (豫) 2020-0004。本研究獲河南中醫(yī)藥大學(xué)動物倫理委員會批準(zhǔn)。
1.2 細(xì)胞、主要試劑和儀器HRMECs 購自美國ATCC 細(xì)胞庫。丹皮酚磺酸鈉注射液購自金陵藥業(yè)股份有限公司南京金陵制藥廠,主要成分為丹皮酚磺酸鈉,輔料為依地酸二鈉、亞硫酸氫鈉和甘油,規(guī)格2 mL (0.1 g),批號180202。鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)、1% 青-鏈霉素、0.25% 胰蛋白酶/EDTA 消化液和轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine?300 購自美國Sigma 公司,MEM 培養(yǎng)液和胎牛血清購自美國Hyclone 公司,蛋白裂解液購自北京Solarbio科技有限公司(貨號:R0010),色素上皮細(xì)胞衍生因子(pigment epithelium-derived factor,PEDF)、 血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、沉默調(diào)節(jié)蛋白6(silencing regulatory protein 6,SIRT6) 和β -actin一抗及相應(yīng)二抗購自購自英國Abcam 公司,實(shí)時(shí)熒光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR,RT-qPCR) 試劑盒購自南京Vazyme 生物科技有限公司(貨號:Q511-02),miRNA 分離純化試劑盒購自上海伯易生物科技有限公司,miRNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自美國Thermo Fisher 公司,活性氧(reactive oxygen species,ROS) 酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA) 檢測試劑盒購自上海聯(lián)碩生物科技有限公司,過氧化氫酶(catalase,CAT) ELISA 檢測試劑盒購自上海梵態(tài)生物科技有限公司,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD) ELISA檢測試劑盒購自上海谷研實(shí)業(yè)有限公司,CCK-8 試劑盒購自美國MCE 公司(貨號: HY-K0301),Annexin Ⅴ-FITC 檢測試劑盒購自北京全式金生物技術(shù)有限公司(貨號:FA101-01)。引物由生工生物工程(上海) 股份有限公司合成。高通量RT-qPCR 儀(瑞士Roche 公司),Western blotting系統(tǒng)(北京六一儀器廠DYY-7C),臺式低溫高速離心機(jī)(日本KUBOTA 公司),細(xì)胞培養(yǎng)箱(上海力申科學(xué)儀器公司),流式細(xì)胞儀(美國Beckman 公司),凝膠成像分析儀(廣州瑞豐實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)。
1.3 大鼠DR 模型構(gòu)建和分組40 只大鼠隨機(jī)分為對照組、DR 模型組、 15 mg·kg-1丹皮酚組和30 mg·kg-1丹皮酚組,每組10 只,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周。造模前禁食8 h。除對照組外其余3組大鼠一次性腹腔注射1% STZ 溶液(STZ 溶于0.1 mol·L-1、pH 4.2 的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液) 60 mg·kg-1構(gòu)建糖尿病大鼠模型,對照組大鼠注射等量生理鹽水。1 周后采用尾部靜脈針取血檢測大鼠空腹血糖水平。飼養(yǎng)期間每天更換小鼠墊料、飲水和飼料。以空腹血糖≥16.7 mmol·L-1且尿糖陽性者判定為造模成功,對于建模不成功的,補(bǔ)充大鼠,保證每組10 只。成功建立糖尿病模型后,采用微量進(jìn)樣器于大鼠顳側(cè)角膜緣后2 mm 處,經(jīng)睫狀體平坦部進(jìn)入玻璃體腔,緩慢注0.05 μg 乙烯基鱗片膠泥留針10 s。4 周后,眼底熒光造影檢查,出現(xiàn)血管迂曲擴(kuò)張、背景熒光增強(qiáng)和新生血管熒光滲漏等視為DR 大鼠造模成功。對照組和DR 模型組大鼠皮下注射8 mL·kg-1體質(zhì)量生理鹽水,15和30 mg·kg-1丹皮酚組大鼠皮下注射15 和30 mg·kg-1丹皮酚磺酸鈉注射液,每日1 次,共2 周。治療期間大鼠自由飲水和進(jìn)食。在末次給藥第2 天,腹腔注射水合氯醛麻醉大鼠,處死后取出雙側(cè)眼球保存?zhèn)溆谩?/p>
1.4 觀察各組大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)表現(xiàn)將大鼠眼球浸入4 %多聚甲醛中固定,取視網(wǎng)膜組織進(jìn)行石蠟包埋,制備厚度約為3 μm 的石蠟切片,脫蠟水化后進(jìn)行HE 染色,光學(xué)顯微鏡下觀察大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)表現(xiàn)。
1.5 細(xì)胞培養(yǎng)和分組將HRMECs 復(fù)蘇后,置于含10% 胎牛血清和1% 青-鏈霉素(100 U·mL-1青霉素和100 U·mL-1鏈霉素) 的DMEM 培養(yǎng)基于37 ℃、5% CO2恒溫箱中培養(yǎng),每2~3 d 更換1 次培養(yǎng)基。當(dāng)細(xì)胞匯合至80% 時(shí),采用胰蛋白酶消化重懸后按照3∶1 的比例進(jìn)行傳代培養(yǎng),每24 h更換1 次培養(yǎng)基。當(dāng)細(xì)胞匯合至70% 時(shí),采用不同劑量(0、5、25、50、70 和100 mg·L-1) 丹皮酚分別處理細(xì)胞24 h 后檢測各組細(xì)胞活性。隨后,采用不同劑量(0、 5、 25、 50、 70 和100 mg·L-1)丹皮酚分別處理HG (33 mmol·L-1葡萄糖) 干預(yù)24 h 的細(xì)胞,并檢測細(xì)胞活性。確定后續(xù)實(shí)驗(yàn)中丹皮酚最適作用劑量。
1.6 CCK-8 法檢測各組細(xì)胞活性將各組細(xì)胞按照每孔1×105的密度接種于96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,采用含10% 胎牛血清的DMEM 培養(yǎng)基制成單細(xì)胞懸液,置于37 ℃、 5% CO2條件下培養(yǎng)。每組設(shè)5 個復(fù)孔,待細(xì)胞長至80% 融合時(shí),于轉(zhuǎn)染后48 h加入20 μL CCK-8 溶液。培養(yǎng)24 h,用酶標(biāo)儀在波長450 nm 處檢測各組細(xì)胞的吸光度(A) 值,取平均數(shù),計(jì)算細(xì)胞活性。細(xì)胞活性=處理組A 值/對照組A 值×100%。
1.7 流式細(xì)胞術(shù)檢測各組細(xì)胞凋亡率HRMECs分為對照組、HG 組和HG+ 25 mg·L-1丹皮酚組,將各組細(xì)胞按照每孔1×105個的密度接種至6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板12 h 后換液,進(jìn)行24 h 無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)。預(yù)冷PBS 緩沖液洗滌,加入預(yù)冷75% 乙醇,4 ℃固定4 h 以上。離心棄上清,PBS 緩沖液洗滌后,加入500 μL Binding Buffer懸浮細(xì)胞。加入5 μL Annexin Ⅴ-EGFP 孵育15 min,再加入5 μL PI 混勻。室溫下避光反應(yīng)5~15 min。于1 h 內(nèi),在FC-500 流式細(xì)胞儀上使用Beckman CXP 軟件檢測各組細(xì)胞凋亡率。
1.8 細(xì)胞轉(zhuǎn)染和分組利用Lipofectamine?3000 分別將miR-802-5p mimic 和miR-802-5p inhibitor 轉(zhuǎn)染進(jìn)HRMECs 中,以NC mimic 和NC inhibitor 陰性對照序列作為對照,具體步驟參照轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine?3000 制造商說明書進(jìn)行。
HRMECs 分為以下各組:①對照組,細(xì)胞不做任何處理;②HG 組,細(xì)胞用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h; ③HG+NC inhibitor 組,細(xì) 胞 用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h 后轉(zhuǎn)染miR-802-5p inhibitor 陰性對照; ④HG+miR-802-5p inhibitor組,細(xì)胞用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h 后轉(zhuǎn)染miR-802-5p inhibitor; ⑤HG+ 丹皮酚組,細(xì)胞用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h 后添加25 mg·L-1丹皮酚繼續(xù)培養(yǎng)。⑥HG+丹皮酚+NC mimic 組,細(xì)胞用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h后轉(zhuǎn)染miR-802-5p mimic 陰性對照,24 h 后添加25 mg·L-1丹皮酚;⑦HG+ 丹皮酚+miR-802-5p mimic 組,細(xì)胞用33 mmol·L-1葡萄糖刺激24 h 后轉(zhuǎn)染miR-802-5p mimic,24 h 后添加25 mg·L-1丹皮酚。繼續(xù)培養(yǎng)48 h,裂解細(xì)胞收集蛋白,用于以下實(shí)驗(yàn)。
1.9 RT-qPCR 法檢測各組大鼠視網(wǎng)膜組織和HRMECs 中miR-802-5p 表達(dá)水平收集大鼠視網(wǎng)膜組織和各組HRMECs,采用miRNA 純化試劑盒分離純化miRNA,采用miRNA 反轉(zhuǎn)錄試劑盒將miRNA 逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,采用miRNA qPCR 分析試劑盒進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。miR-802-5p: 上游引物5′-GAATGTTGCTCGGTGA-3′,下游引物5′-GTGCAGGGTCCGAGGT-3′; 內(nèi)參基因U6:上游引物5′-GCGCGTCGTGAAGCGTTC-3′,下游引物5′-GTGCAGGGTCCGAGGT-3′。采用Applied Biosystems 7900HT qPCR 系統(tǒng)按照以下參數(shù)進(jìn)行qPCR:95 ℃預(yù)變性2 min,94 ℃變性15 s,55 ℃退火25 s,72 ℃延伸15 s,進(jìn)行35 個循環(huán)。PCR 產(chǎn)物經(jīng)1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測,采用2-ΔΔCt法計(jì)算大鼠視網(wǎng)膜組織和HRMECs 中miR-802-5p 表達(dá)水平。
1.10 熒光素酶報(bào)告基因檢測miR-802-5p 與SIRT6 的結(jié)合將HRMECs 按照1×105cm-2密度接種于6 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,待細(xì)胞匯合至80% 時(shí),采用Lipofectamine?3000 將擴(kuò)增的SIRT6 3′ UTRWT (野生型) 和SIRT6 3′UTR-MUT (突變型)分別轉(zhuǎn)染入重組質(zhì)粒psicheck-2 中,成功構(gòu)建重組質(zhì)粒psicheck-2-SIRT6 3′ UTR-WT 和psicheck-2-SIRT6 3′ UTR-MUT,分別與miR-802-5p mimic 和NC mimic共轉(zhuǎn)染入HRMECs中,分為miR-802-5p+SIRT6 3′ UTR-WT、miR-802-5p+SIRT6 3′ UTRMUT 、 NC mimic+SIRT6 3′ UTR-WT 和NC mimic+SIRT6 3′ UTR-MUT 組。采用多功能酶標(biāo)儀檢測各組細(xì)胞中螢火蟲與海腎熒光比值,代表熒光素酶活性。
1.11 RNA 免疫沉淀法檢測miR-802-5p 與SIRT6的結(jié)合使用RIPA 裂解緩沖液裂解細(xì)胞,并將100 μL 裂解物與含有磁珠的RIPA 裂解緩沖液一起溫育,上述磁珠與SIRT6 抗體(SIRT6 抗體組) 或正常小鼠IgG (IgG 組) 結(jié)合(陰性對照)。然后將蛋白酶K 緩沖液添加到樣品中以消化蛋白質(zhì)。使用TRIzol 試劑從磁珠中分離結(jié)合的RNA ,采用RT-qPCR 法檢測純化的RNA。
1.12 Western blotting 法檢測各組大鼠視網(wǎng)膜組織和HRMECs 中SIRT6、PEDF 和VEGF 蛋白表達(dá)水平大鼠視網(wǎng)膜組織蛋白上樣工作液制備:將0.01 g 視網(wǎng)膜組織與100 μL 蛋白裂解液置于玻璃勻漿器內(nèi),研磨后離心,吸出上清液,采用RIPA 裂解液提取組織中總蛋白,然后采用BCA 蛋白濃度測定試劑盒測定上清液的蛋白濃度,將一定量蛋白原液和5×蛋白上樣緩沖液按比例制備(1×蛋白上樣工作液)。HRMECs 蛋白上樣工作液制備:將各組細(xì)胞按照每孔1×105的密度接種于6 孔板,24 h 后換液,采用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)。RIPA 裂解液提取總蛋白,24 h 后采用BCA 法進(jìn)行蛋白定量。隨后各取30 μL 樣品進(jìn)行SDS-PAGE,再將蛋白轉(zhuǎn)移至膜上,5% 脫脂奶粉室溫封閉1 h,加入兔抗VEGF (1∶10 000,ab150375)、 兔 抗PEDF(1∶10 000,ab157207)、兔抗SIRT6 (1∶2 000,ab191385) 和兔抗GAPDH (1∶2 500,ab9485)一抗,4 ℃孵育過夜。加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔二抗(1∶1 000) 37 ℃孵育45 min,用ECL 液顯影,使用化學(xué)發(fā)光試劑盒在化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)檢測,結(jié)果采用Image-Pro Plus 6 軟件(Media Cybernetics) 進(jìn)行分析,以目的蛋白灰度值與內(nèi)參照GAPDH蛋白灰度值比值作為目的蛋白表達(dá)水平。
1.13 ELISA 法檢測各組大鼠視網(wǎng)膜組織和HRMECs 中ROS 水平和CAT 及SOD 活性將視網(wǎng)膜組織研磨成組織勻漿,3 500 r·min-1離心15 min,取離心后上清液,-20 ℃冰箱中保存。將HRMECs 消化重懸,3 500 r·min-1離心5 min,取上清,-20 ℃冰箱中保存。采用ELISA 法檢測待檢樣本中ROS 水平(mmol·g-1) 和CAT 及SOD活性(U·mg-1),實(shí)驗(yàn)步驟嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。
1.14 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組大鼠視網(wǎng)膜組織和細(xì)胞中miR-802-5p 表達(dá)水平,SIRT6、VEGF 和PEDF 蛋白表達(dá)水平,ROS 水平,CAT 和SOD 活性,各組細(xì)胞活性、凋亡率和熒光素酶活性符合正態(tài)分布,均以x±s表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用Dunnett-t法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中miR-802-5p 表達(dá)水平與對照組比較,DR 模型組大鼠視網(wǎng)膜組織中miR-802-5p 表達(dá)水平明顯升高(P<0.01);與DR模型組比較,15 和30 mg·kg-1丹皮酚組大鼠視網(wǎng)膜組織中miR-802-5p 表達(dá)水平呈劑量依賴性降低(P<0.05 或P<0.01)。見圖1。
圖1 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中miR-802-5p 表達(dá)水平Fig.1 Expression levels of miR-802-5p in retina tissue of rats in various groups
2.2 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中SIRT6、PEDF 和VEGF 蛋白表達(dá)水平與對照組比較,DR 模型組大鼠視網(wǎng)膜組織中SIRT6 和PEDF 蛋白表達(dá)水平明顯降低(P<0.01),VEGF 蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.01);與DR 模型組比較,15和30 mg·kg-1丹皮酚組大鼠視網(wǎng)膜組織中SIRT6 和PEDF 蛋白表達(dá)水平呈劑量依賴性升高(P<0.01),VEGF蛋白表達(dá)水平呈劑量依賴性降低(P<0.01)。見圖2。
圖2 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中SIRT6、PEDF 和VEGF 蛋白表達(dá)電泳圖(A)和直條圖(B-D)Fig.2 Electrophoregram (A) and histogram(B-D) of expressions of SIRT6, PEDF and VEGF proteins in retina tissue of rats in various groups
2.3 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中ROS 水平及CAT 和SOD 活性與對照組比較,DR 模型組大鼠視網(wǎng)膜組織中ROS 水平明顯升高(P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯降低(P<0.01); 與DR 模型組比較,不同劑量丹皮酚組ROS 水平明顯降低(P<0.05 或P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯升高(P<0.05 或P<0.01),且30 mg·kg-1丹皮酚組治療效果優(yōu)于15 mg·kg-1丹皮酚組。見表1。
表1 各組大鼠視網(wǎng)膜組織中ROS 水平和CAT 及SOD 活性Tab.1 Levels of ROS and activities of CAT and SOD in retina tissue of rats in various groups (n=4,x±s)
2.4 各組大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)表現(xiàn)對照組大鼠視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)清晰,內(nèi)外核層細(xì)胞排列規(guī)則,未見新生血管生成;DR 模型組大鼠視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)不清晰,神經(jīng)纖維層伴水腫,內(nèi)外核層細(xì)胞排列疏松,有新生血管生成;不同劑量丹皮酚組大鼠視網(wǎng)膜組織結(jié)構(gòu)較清晰,內(nèi)外核層細(xì)胞排列較整齊,新生血管生成均較模型組有明顯改善,且30 mg·kg-1丹皮酚組改善效果優(yōu)于15 mg·kg-1丹皮酚組。見圖3。
圖3 各組大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)表現(xiàn)(HE,×400)Fig.3 Pathomorphology of retina tissue of rats in various groups(HE,×400)
2.5 各組細(xì)胞活性和凋亡率與0 mg·L-1丹皮酚組比較,50、70 和100 mg·L-1丹皮酚組細(xì)胞活性呈劑量依賴性降低(P<0.05 或P<0.01)(圖4A)。與0 mg·L-1丹皮酚組比較,HG 組細(xì)胞活性明顯降低(P<0.01);與HG 組比較,HG+5、25、50、70 和100 mg·L-1丹皮酚組細(xì)胞活性明顯升高(P<0.05)(圖4B)。因此,選取對細(xì)胞無明顯毒性且高效的25 mg·L-1丹皮酚進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。與對照組比較,HG 組細(xì)胞凋亡率明顯升高(P<0.01);與HG 組比較,HG+丹皮酚組細(xì)胞凋亡率明顯降低(P<0.01)。見圖5。
圖4 CCK-8 法檢測各組細(xì)胞活性Fig.4 Viabilities of cells in various groups detected by CCK-8 assay
圖5 流式細(xì)胞術(shù)檢測各組細(xì)胞凋亡率Fig.5 Apoptotic rates of cells in various groups detected by flow cytometry
2.6 HG 處理后各組細(xì)胞中miR-802-5p 表達(dá)水平與對照組比較,HG 組細(xì)胞中miR-802-5p 表達(dá)水平明顯升高(P<0.01);與HG+NC inhibitor組比較,HG+miR-802-5p inhibitor組細(xì)胞中miR-802-5p表達(dá)水平明顯降低(P<0.01)。見圖6。
圖6 各組細(xì)胞中miR-802-5p 表達(dá)水平Fig.6 Expression levels of miR-802-5p in cells in various groups
2.7 miR-802-5p 靶向結(jié)合SIRT6miR-802-5p 與SIRT6 的結(jié)合序列見圖7A。熒光素酶報(bào)告基因分析結(jié)果顯示:與NC mimic+SIRT6 3′ UTR-WT 組比較,miR-802-5p+SIRT6 3′ UTR-WT 組熒光素酶活性明顯降低(P<0.01); 與NC mimic+SIRT6 3′ UTR-MUT 組比較,miR-802-5p+SIRT6 3′ UTR-MUT 組熒光素酶活性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖7B。RNA 免疫共沉淀結(jié)果顯示: SIRT6 抗體組miR-802-5p 的富集明顯高于IgG 組(P<0.01)。見圖7C。
圖7 miR-802-5p 靶向結(jié)合SIRT6Fig.7 Target binding of miR-802-5p and SIRT6
2.8 各組細(xì)胞中SIRT6、PEDF 和VEGF 蛋白表達(dá)水平 與對照組比較,HG 組細(xì)胞中SIRT6 和PEDF 蛋白表達(dá)水平明顯降低(P<0.01),VEGF蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.01);與HG+ NC inhibitor 組比較,HG+ miR-802-5p inhibitor 組細(xì)胞中SIRT6 和PEDF 蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.01),VEGF 蛋白水平明顯降低(P<0.01)。見圖8。
圖8 各組細(xì)胞中SIRT6、PEDF 和VEGF 蛋白表達(dá)電泳圖(A)和直條圖(B—D)Fig.8 Electrophoregram (A) and histogram(B- D) of expressions of SIRT6, PEDF and VEGF proteins in cells in various groups
2.9 各組細(xì)胞中ROS 水平和CAT 及SOD 活性與對照組比較,HG 組細(xì)胞中ROS 水平明顯升高(P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯降低(P<0.01); 與HG+NC inhibitor 組 比 較,HG+miR-802-5p inhibitor 組細(xì)胞中ROS 水平明顯降低(P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯升高(P<0.01);與HG 組比較,HG+丹皮酚組細(xì)胞中ROS水平明顯降低(P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯升高(P<0.01); 與HG+ 丹皮酚+NC mimic 組比較,HG+丹皮酚+ miR-802-5p mimic 組細(xì)胞中ROS 水平明顯升高(P<0.01),CAT 和SOD 活性明顯降低(P<0.01)。見表2。
表2 各組細(xì)胞中ROS 水平和CAT 及SOD 活性Tab.2 Levels of ROS and activities of CAT and SOD in cells in various groups (n=4,x±s)
糖尿病是一種復(fù)雜的代謝性疾病,在世界范圍內(nèi)具有高發(fā)病率,并伴有各種并發(fā)癥,DR 是其主要并發(fā)癥之一[1]。越來越多的證據(jù)[6-7] 表明:miRNA 可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞生物學(xué)過程(細(xì)胞增殖、遷移和凋亡) 來調(diào)節(jié)DR 進(jìn)展。ZHAO 等[8] 研究表明: miR-219-5p 通過調(diào)節(jié)肝受體類似物1 (liver receptor homolog-1,LRH-1) /Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)人視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE) 細(xì)胞凋亡進(jìn)而影響DR 發(fā)展。GU 等[9]研究發(fā)現(xiàn):抑制miR-590-3p 表達(dá)通過靶向核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白1 (NLR family pyrin domain containing 1,NLRP1),并通過白細(xì)胞介素1β (interleukin-1β,IL-1β) 介導(dǎo)的正反饋環(huán)激活NADPH 氧化酶4 (NADPH oxidase 4,NOX4) /ROS/硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxininteracting protein,TXNIP) /NLRP3 通路促進(jìn)人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生焦亡。一項(xiàng)研究[2]已經(jīng)從人類Ⅱ型糖尿病中鑒定出高表達(dá)的miR-802-5p,然而miR-802-5p 是否參與DR 的發(fā)病機(jī)制尚未明確。本研究結(jié)果表明: miR-802-5p 在HG 刺激的HRMECs 中表達(dá)上調(diào)。此外,PEDF 是絲氨酸蛋白酶抑制劑超基因家族的成員,具有新生血管抑制作用[10],而VEGF 能夠介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖,導(dǎo)致新生血管形成[11]。楊潔等[12]研究表明:VEGF 在DR 中表達(dá)上調(diào),而miR-429 可通過下調(diào)VEGF 的表達(dá)來抑制DR 的進(jìn)展。ZHENG 等[13]研究顯示: 過表達(dá)miR-429 后,HG 誘導(dǎo)的HRMEs中PEDF 蛋白表達(dá)水平升高,VEGF 蛋白表達(dá)水平降低,HRMECs 細(xì)胞損傷得到改善,與本研究結(jié)果有類似之處。本研究結(jié)果顯示:miR-802-5p 表達(dá)抑制后,HG 刺激的HRMECs 中PEDF 表達(dá)上調(diào),VEGF 表達(dá)下調(diào)。
SIRT6 是一種煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD) 依賴性組蛋白脫酰酶,可調(diào)節(jié)衰老、應(yīng)激反應(yīng)、癌癥、能量代謝、神經(jīng)變性和DNA 修復(fù)[14-15]。SILBERMAN 等[16]研究發(fā)現(xiàn):SIRT6 缺陷引起視網(wǎng)膜傳播受阻,伴隨有糖酵解基因和谷氨酸受體表達(dá)的變化以及視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞凋亡水平升高,加速DR 進(jìn)展。ZORRILLA-ZUBILETE 等[17]研究發(fā)現(xiàn): 過表達(dá)SIRT6 通過抑制VEGF 表達(dá)改善小鼠DR 引起的炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激水平。本研究采用靶基因預(yù)測網(wǎng)站Starbase 預(yù)測結(jié)果顯示:miR-802-5p 與SIRT6 有可以互補(bǔ)結(jié)合的序列,可能是miR-802-5p 促進(jìn)SIRT6 表達(dá)下調(diào)的分子基礎(chǔ)。因此,推測miR-802-5p可能通過靶定抑制SIRT6 表達(dá)加速HRMECs 損傷和DR 大鼠進(jìn)程。
丹皮酚是一種簡單的酚類化合物,可從牡丹皮中提取,具有廣泛的抗炎、抗腫瘤、抗高血壓和抗氧化等生物和藥理活性[18-19]。研究[20]顯示:丹皮酚能夠阻滯小腸黏膜刷狀緣上皮細(xì)胞對于葡萄糖的吸收,同時(shí)促進(jìn)脂肪細(xì)胞和皮膚成纖維細(xì)胞對于葡萄糖的攝取和利用,從而降低血糖水平。CHEN 等[21]研究顯示:丹皮酚可降低STZ 誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖水平,并降低高糖培養(yǎng)的系膜細(xì)胞中轉(zhuǎn)化生長因子β1 (transforming growth factor-β1,TGF-β1) 和VEGF 的表達(dá)。此外,最近研究[22]顯示:丹皮酚有較強(qiáng)的抗氧化能力。ROS 是脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物,ROS 水平可反映細(xì)胞脂過氧化的程度[23]; SOD 同樣能夠反映細(xì)胞的氧化應(yīng)激水平[24]。CAT 是存在于機(jī)體內(nèi)的一種重要的過氧化物分解酶,可使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能[25]。楊倩等[26]研究發(fā)現(xiàn):蝦青素可有效改善HG 及低氧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷,提高組織內(nèi)抗氧化應(yīng)激酶CAT 和SOD 活性,發(fā)揮保護(hù)視網(wǎng)膜組織細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。本研究結(jié)果顯示:丹皮酚干預(yù)HG刺激的HRMECs 能夠增強(qiáng)細(xì)胞活力,抑制細(xì)胞凋亡;與HG 組或DR 模型組大鼠比較,丹皮酚組細(xì)胞或組織中ROS 水平和VEGF 蛋白表達(dá)水平明顯降低,CAT 和SOD 活性及PEDF 蛋白表達(dá)水平明顯升高。此外,SUN 等[27]研究顯示:丹皮酚可通過 下調(diào)miR-155 表達(dá) 抑制Janus 激酶1 (Janus kinase 1,JAK1) /信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活蛋白1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1) 通路激活,進(jìn)而抑制細(xì)胞表面標(biāo)志物因子和細(xì)胞分泌的炎癥因子分泌,而轉(zhuǎn)染miR-155 mimic 能夠拮抗丹皮酚對細(xì)胞因子分泌的影響。本研究結(jié)果顯示: 丹皮酚干預(yù)HG 刺激的HRMECs 能夠下調(diào)其miR-802-5p 的表達(dá),而轉(zhuǎn)染miR-802-5p mimic 能夠拮抗丹皮酚對VEGF 表達(dá)的抑制作用以及對PEDF 表達(dá)的促進(jìn)作用,加速細(xì)胞損傷。
綜上所述,丹皮酚可有效改善大鼠DR,其機(jī)制可能與調(diào)控miR-802-5p/SIRT6 表達(dá)有關(guān)。本研究結(jié)果為丹皮酚和miR-802-5p 參與DR 進(jìn)展提供了新的證據(jù),并為DR 的治療提供了理論依據(jù)。
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2022年1期