姜黄素对慢性高眼压大鼠视网膜神经节细胞凋亡的影响及机理研究

作     者：许莞菁 

作者单位：青岛大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵军

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100212[医学-眼科学] 10[医学] 

主      题：姜黄素 慢性高眼压模型 视网膜神经节细胞 凋亡 

摘      要：目的:通过观察姜黄素在慢性高眼压大鼠模型中对视网膜神经节细胞(retinal ganglion ceils,RGCs)凋亡以及抗氧化蛋白谷氨酰半胱氨酸连接酶调节亚基(glutamate-cysteine ligase modifier subunit,GCLM)与血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)表达的影响,推测姜黄素在青光眼模型中对抗氧化应激损伤的机制,并为临床研究提供理论基础。方法:将21只Spraque-Dawley(SD)大鼠随机分为假手术组、高眼压模型组和姜黄素治疗组,每组7只。高眼压模型组和姜黄素治疗组通过烧灼巩膜上静脉法建立慢性高眼压大鼠模型,假手术组仅剪开球结膜,不烧灼巩膜上静脉;此外,姜黄素治疗组造模术后给予姜黄素灌胃,灌胃剂量为4ml/kg,每日1次,连续3周,假手术组和高眼压模型组则给予纯水灌胃,灌胃剂量为4ml/kg,每日1次,连续3周。分别于造模前、造模后30min、1周、2周和3周监测三组大鼠的眼压变化情况。3周后所有大鼠实施安乐死,HE染色比较三组大鼠视网膜组织形态病理变化、RGCs数量及神经节细胞层(ganglion cell layer,GCL)厚度;TUNEL检测三组大鼠RGCs及视网膜细胞的凋亡情况;实时荧光定量PCR比较三组大鼠视网膜GCLM m RNA与HO-1 m RNA表达水平;免疫组化染色和Western blot检测三组大鼠视网膜GCLM与HO-1蛋白的表达水平。结果:眼压测量结果显示,控制时间因素进行组间比较,造模前三组间差异无统计学意义(F=0.038,P0.05),说明组间具有可比性;控制分组因素进行时间比较,高眼压模型组和姜黄素治疗组造模后各时间点眼压与造模前相比差异均具有统计学意义,且均高于造模前,提示造模成功。HE染色显示,与假手术组相比,高眼压模型组的大鼠视网膜形态紊乱,分层不清晰,GCL变薄(P0.0001),细胞排列欠规整,RGCs数量减少(P0.0001),内、外核层细胞水肿;而同样在高眼压作用下,姜黄素治疗组的大鼠视网膜形态与高眼压模型组相比基本正常,分层清楚,GCL增厚(P0.001),细胞排列尚规整,RGCs数量增多(P0.01),内、外核层水肿减轻。TUNEL检测显示,与假手术组相比,高眼压模型组和姜黄素治疗组大鼠RGCs的凋亡率均升高,差异有统计学意义(P0.0001;P0.05);与高眼压模型组相比,姜黄素治疗组大鼠RGCs的凋亡率降低,差异有统计学意义(P0.001);且三组视网膜细胞总凋亡率的比较结果与RGCs凋亡率一致。实时荧光定量PCR显示,与假手术组相比,高眼压模型组和姜黄素治疗组大鼠视网膜GCLM m RNA的相对表达量均升高,差异有统计学意义(P0.05;P0.001);与高眼压模型组相比,姜黄素治疗组大鼠视网膜GCLM m RNA的相对表达量升高,差异有统计学意义(P0.05);且三组HO-1 m RNA的相对表达量的比较结果与GCLM m RNA一致。免疫组化染色和Western blot结果显示,GCLM与HO-1的蛋白表达水平与实时荧光定量PCR转录水平的检测结果相符。结论:1.姜黄素对慢性高眼压大鼠模型中的RGCs凋亡具有抑制作用,具体表现为RGCs数量上升、GCL厚度恢复以及RGCs凋亡率降低;2.姜黄素抑制慢性高眼压大鼠模型中RGCs凋亡可能是通过激活抗氧化防御系统进而上调Keap1-Nrf2-ARE信号通路抗氧化基因GCLM与HO-1的表达实现的。