目的 视网膜慢性炎症反应是糖尿病视网膜病变(DR)发病机制的主要组成部分。原有研究表明内质网应激信号通路在糖尿病视网膜炎症因子的产生,以及炎症的发展中起着主要作用。Müller细胞是视网膜内炎症因子的主要来源,激活的Müller细胞分泌VEGF等炎症因子,引起新生血管生成、纤维化等增殖性糖尿病视网膜病变的系列改变。本研究的目的,在于探索内质网应激信号通路在高糖引起的Müller细胞炎症因子产生方面的作用及其发生机制,以进一步深入研究DR的发病机制,为更好地预防和治疗DR提供理论依据。
方法 体外培养大鼠Müller细胞系(rMC-1),在高糖(25mM)培养24小时,收细胞后提取蛋白用Western blot检测GRP78,EIf2α,IRE1α等内质网应激信号通路蛋白的激活情况;在高糖(加或不加保护剂PBA或TUDCA)培养72小时,检测炎症因子ICAM1,VEGF的表达。以内质网应激刺激剂tunicamycin0.5 µg/ml处理细胞后检测炎症因子表达。用重组ATF4 WT和ATF4 DN腺病毒转染细胞24小时,在正常糖浓度或高糖培养后检测炎症因子表达。重组ATF4 DN腺病毒转染细胞后用低氧刺激16小时,观察炎症因子蛋白水平表达,GFP腺病毒转染细胞作为对照。在6周的小鼠连续5天腹腔内注射streptozocin (STZ)以制作1型糖尿病模型。1月后取眼球做视网膜冰冻切片,分别行Müller细胞标记(GS)和内质网应激信号通路蛋白ATF4,CHOP,p-EIf2α的免疫荧光双染。
结果 高糖刺激Müller细胞4、8小时分别检测到GRP78蛋白水平升高及EIf2α,IRE1α的激活,高糖刺激72小时ATF4和CHOP表达升高,伴有炎症因子ICAM1,VEGF的上调。高糖诱发的炎症因子上调为化学保护剂PBA或TUDCA所抑制,呈剂量-依赖效应。化学刺激剂tunicamycin处理rMC-1 24小时引发炎症因子表达增加。通过腺病毒转染使rMC-1 ATF4过表达,引起炎症因子表达上调,抑制ATF4表达引起炎症因子表达明显降低。在高糖及缺氧的环境下,通过抑制ATF4同样可引起rMC-1炎症因子表达的下调。在STZ糖尿病小鼠模型早期,视网膜Müller细胞表达内质网应激信号通路蛋白增加。
结论 内质网应激信号通路及转录因子ATF4的激活直接参与糖尿病视网膜病变中高糖及缺氧引起的Müller细胞炎症因子的产生。 |