叔丁基对苯二酚激活Nrf2信号通路增强对2型糖尿病大鼠视网膜的保护作用

目的 研究叔丁基对苯二酚(tertiary butyl hydroquinone,tBHQ)对2型糖尿病大鼠视网膜的保护作用及相关机制.方法 取雄性Sprague Dawley大鼠60只,分为正常对照组(NC组)、糖尿病组(DM组)和tBHQ组.剔除饲养过程死亡大鼠,最终NC组、DM组、tBHQ组分别为12只、20只、20只大鼠纳入研究.造模采用高脂高糖饲料喂养4周后腹腔内注射链脲佐菌素诱导2型糖尿病模型,tBHQ组于造模后1周在高脂高糖饲料中添加质量分数1％ tBHQ进行干预,于造模后4周和12周心脏采血,检测血清空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)、血清空腹胰岛素(fasting serum insulin,FINs)含量.采用免疫组织化学法及qRT-PCR法定量检测各组大鼠视网膜中Nrf2、HO-1、Bcl-2、VEGF蛋白及mRNA的分布和表达.结果 3组大鼠在4周和12周的FPG水平总体比较差异有统计学意义(F分组=78.531,P=0.000);DM组及tBHQ组高于NC组,DM组12周高于4周,tBHQ组12周明显低于4周,差异均有统计学意义(均为P＜0.05).3组大鼠在4周和12周的FINs水平总体比较差异有统计学意义(F分组=22.480,P=0.000);其中DM组及tBHQ组高于NC组,tBHQ组12周高于4周,差异均有统计学意义(均为P＜0.05).光学显微镜显示12周时NC组无明显改变;DM组大鼠视网膜组织结构排列疏松,内、外核层排列紊乱,细胞水肿明显;tBHQ组大鼠视网膜组织结构较清晰,部分细胞水肿.4周和12周时各组中均可见Nrf2、HO-1、Bcl-2、VEGF的阳性表达.Nrf2主要分布于视网膜节细胞层、内核层,HO-1、Bcl-2主要分布于视网膜节细胞层、内核层、外核层;VEGF主要分布于神经纤维层、节细胞层和内核层.免疫组织化学及qRT-PCR检测显示,各组大鼠在造模后不同时间点视网膜中Nrf2、HO-1、Bcl-2、VEGF蛋白及mRNA的相对表达量的总体比较差异均有统计学意义(均为P＜0.05).4周时,DM组Nrf2、HO-1、VEGF的表达较NC组增加,差异均有统计学意义(均为P＜0.05);tBHQ组Nrf2、HO-1、Bcl-2的表达较DM组增加,VEGF的表达较DM组降低,差异均有统计学意义(均为P＜0.05).12周时,DM组Nrf2、HO-1、Bcl-2、VEGF的表达较NC组增加,差异均有统计学意义(均为P＜0.05);tBHQ组Nrf2、HO-1、Bcl-2的表达较DM组增加,VEGF的表达较DM组降低,差异均有统计学意义(均为P＜0.05).12周与4周比较,DM组VEGF的表达较4周增加,HO-1较4周降低,差异均有统计学意义(均为P＜0.05);tBHQ组Nrf2、HO-1、Bcl-2的表达较4周增加,差异均有统计学意义(均为P＜0.05).结论 tBHQ对DM大鼠胰岛功能具有一定的保护作用;可促进DM大鼠视网膜组织中Nrf2、HO-1、Bcl-2的表达,降低VEGF的表达,对视网膜组织有抗氧化应激损伤、减少细胞凋亡、抑制视网膜血管增殖等作用.tBHQ可能通过Nrf2/HO-1/VEGF及Nrf2/Bcl-2途径对DM大鼠视网膜起保护作用.     

叔丁基对苯二酚对2型糖尿病大鼠视网膜细胞的保护作用及其机制

背景 细胞凋亡是糖尿病视网膜病变(DR)中的重要机制之一,氧化应激、高糖等可启动细胞凋亡通路,从而造成细胞损伤.叔丁基对苯二酚(tBHQ)是一种抗氧化应激药物,但其在DR的发生和发展过程中是否发挥视网膜细胞的保护作用尚不明确. 目的 观察tBHQ对2型糖尿病大鼠视网膜血管内皮生长因子(VEGF)及Bcl-2表达的影响,探讨tBHQ通过核因子-E2相关因子2/抗氧化反应元件(Nrf2/ARE)信号通路对2型糖尿病大鼠视网膜可能的保护机制.方法 选取50只清洁级健康雄性SD大鼠.应用随机数字表法随机选取其中10只大鼠为正常对照组,以正常饲料喂养;其余40只大鼠采用高脂高糖饲料喂养4周后空腹12h,然后大鼠腹腔内注射链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病模型.造模成功大鼠均衡分组,模型对照组大鼠继续给予高脂高糖饮食,tBHQ干预组大鼠于造模后1周在高脂高糖饲料中添加质量分数1％ tBHQ进行干预,各组大鼠分别于造模后4周和12周收集大鼠心脏全血,检测各组大鼠空腹血糖(FPG),血浆总胆固醇(TC)、总三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量;采用放射免疫分析法检测各组大鼠空腹血清胰岛素(FINs)含量.采用免疫组织化学法检测各组大鼠视网膜中VEGF、bcl-2蛋白的表达分布;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法定量检测各组大鼠视网膜中Bcl-2 mRNA和VEGF mRNA的相对表达量. 结果 35只大鼠成功建立2型糖尿病模型.各组大鼠造模后不同时间点FINs含量总体比较差异均有统计学意义(F分组=22.480,P=0.000;F时间=7.636,P=0.008).各组间大鼠血浆FPG、TC、TG和LDL-C含量总体比较差异均有统计学意义(FPG:F分组=78.531,P=0.000;TC:F分组=28.049,P=0.000;TG:F分组=13.108,P=0.000;LDL-C:F分组=6.804,P＜0.05).免疫组织化学检测显示,Bcl-2和VEGF蛋白主要表达于视网膜各层的血管、视网膜神经节细胞(RGCs)层、内核层和外核层.各组间大鼠视网膜中VEGF和bcl-2蛋白的相对表达量总体比较差异均有统计学意义(VEGF:F分组=11.805,P=0.000;bcl-2:F分组=22.943,P=0.000);tBHQ干预组大鼠造模后12周视网膜中bcl-2蛋白的相对表达量明显高于造模后4周,差异有统计学意义(P＜0.05).各组大鼠造模后不同时间点视网膜中VEGF和Bcl-2 mRNA相对表达量总体比较差异均有统计学意义(VEGF:F分组=79.220,P=0.000;F时间=6.090,P＜0.05;Bcl-2:F分组=105.000,P=0.000;F时间=13.170,P=0.001).其中造模后4周和12周模型对照组和tBHQ干预组大鼠视网膜中VEGF和Bcl-2 mRNA相对表达量明显高于正常对照组,tBHQ干预组大鼠视网膜中Bcl-2 mRNA相对表达量明显高于模型对照组,差异均有统计学意义(均P＜0.05);tBHQ干预组大鼠造模后12周视网膜中VEGF和Bcl-2 mRNA相对表达量明显高于造模后4周,差异均统计学意义(均P＜0.05). 结论 tBHQ可通过下调视网膜中VEGF的表达和上调bcl-2的表达对DR发挥抗氧化损伤和抗凋亡作用.此外,tBHQ对糖尿病大鼠可能有降血糖、调节胰岛素、降血脂的作用.     

糖尿病视网膜病变与凋亡相关因子的研究进展

细胞凋亡是一个复杂的多基因调控过程,其参与了糖尿病视网膜病变( diabetic retinopathy,DR)的发病机制,B细胞淋巴瘤/白血病2( B-cell leukelia/lylphola-2, Bcl-2)、Fas等都是重要的凋亡调节基因。本文就DR与凋亡的关系及其某些相关基因的表达予以综述。