MAPK轴介导的线粒体功能紊乱参与糖尿病性白内障的分子机制研究

摘要

目的 探讨p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)介导的线粒体功能紊乱参与糖尿病性白内障(DC)的分子机制。方法 人晶体上皮细胞(LEC)永生系SRA01-04分为以下处理组：空白组(Con)、渗透对照组、高糖组(HG)、 HG联合sh-p38 MAPK组、 HG和sh-p38 MAPK联合oe-NC组、 HG和sh-p38 MAPK联合oe-Pink1组。Con组LEC暴露于正常葡萄糖浓度(5.5 mmol/L)中48 h;渗透对照组LEC暴露于5.5 mmol/L葡萄糖和49.5 mmol/L甘露醇中48 h;其他组LEC暴露于55 mmol/L葡萄糖中48 h以体外诱导DC模型。36只Sprague-Dawley大鼠分为对照组、 DC组和DC联合SB203580组，每组12只。在第12周对各组晶状体进行组织学分析。使用试剂盒测定氧化应激指标丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)水平、 ATP合酶活性、线粒体膜电位分析、线粒体DNA(mtDNA)拷贝数。通过Western blot法检测蛋白表达。结果 与Con组相比，HG组LEC中MDA、 ROS水平显著增加，SOD水平、 ATP合酶活性、 mtDNA拷贝数、 5, 5′, 6, 6′-四氯-1, 1′, 3, 3′-四乙基苯并咪唑羰花青碘化物(JC-1)红色(聚集体)/绿色(单体)比值显著降低。与HG组相比，HG联合sh-p38 MAPK组LEC中MDA、 ROS水平显著降低，SOD水平、 ATP合酶活性、 mtDNA拷贝数、 JC-1红色(聚集体)/绿色(单体)比值显著增加。与HG联合sh-p38 MAPK组相比，HG和sh-p38 MAPK联合oe-Pink1组LEC中ATP合酶活性、 mtDNA拷贝数、 JC-1红色/绿色比值显著降低。HG和sh-p38 MAPK联合oe-Pink1组LEC中PTEN诱导的激酶1(Pink1)、帕金蛋白(Parkin)、微管相关蛋白1轻链3(LC3Ⅱ/LC3Ⅰ)、剪切型半胱天冬酶-3(c-caspase-3)、细胞色素C(Cyt-C)蛋白水平较HG联合sh-p38 MAPK组显著增加，p62、 B细胞淋巴瘤因子2(Bcl2)蛋白水平较HG联合sh-p38 MAPK组显著降低。DC联合SB203580组大鼠前囊LEC中p-p38 MAPK表达较DC组显著降低。与对照组相比，DC组大鼠前囊LEC中ROS、 MDA水平和线粒体自噬相关蛋白(包括Parkin、 Pink1、 LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值、 c-caspase-3和Cyt-C)表达水平显著上调，SOD水平和p62、 Bcl2蛋白表达水平显著降低。SB203580治疗表现出相反的调节作用。结论 抑制p38 MAPK信号通过在体外和体内DC模型中下调Pink/Parkin通路，减轻了LEC线粒体功能障碍引起的氧化应激，改善了DC大鼠晶状体组织病理学改变。

关键词

线粒体 / p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK) / 大鼠 / 糖尿病 / 白内障 / 氧化应激