低氧条件下大鼠视网膜葡萄糖调节蛋白的表达(2)

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低氧条件下大鼠视网膜葡萄糖调节蛋白的表达


  2.2  RT?PCR检测
    grp78 mRNA与内参照GAPDH mRNA的扩增产物片段长度分别为445、265 bp,与预期相符。内参照基因扩增产物均明显可见,各组视网膜组织grp78 mRNA的RT?PCR产物电泳结果见图1。半定量分析的结果显示,对照组大鼠视网膜组织中grp78 mRNA有少量表达。低氧12 h即可见grp78 mRNA表达明显增多(F=183.61,q=7.83,P<0.01);grp78 mRNA的表达高峰出现在24 h(q=32.33,P<0.01);48 h grp78 mRNA表达开始下降,但仍高于对照组(q=23.48,P<0.01);72 h grp78 mRNA的表达与正常对照组相比,差异无统计学意义(q=0.34,P>0.05)。见表1。表1  各组视网膜中grp78及grp78 mRNA表达的比较(略) 
  3  讨 论
    视网膜是高度分化的神经组织,中枢神经系统对低氧最敏感,在人体的感官系统中,视网膜的代谢非常旺盛,主要由有氧代谢提供能量,对低氧的'耐受性最低,机体内血氧的浓度及其弥散入组织的水平对维持视网膜组织的正常生理功能起着重要的作用。大量的研究表明,低氧对视网膜的神经元损伤,尤其是神经节细胞的损伤明显[4]。早在1988年,DAVID发现处于低氧环境中的鸡胚胎视网膜内核层、内网状层及神经节细胞层受损。低氧24 h可导致视网膜所有类型的细胞数明显下降[5]。

    有研究表明,低氧导致的视网膜神经节细胞损伤与内质网应激反应的发生有关。内质网应激反应是细胞的一种自我保护性机制,以恢复内质网稳态,维持生存。但是过强或长时间的内质网应激反应可以引起细胞凋亡。一些损伤因素如低氧、 葡萄糖或氨基酸等营养物质不足,肽链在内质网中折叠受阻,内质网中分泌蛋白超负荷、病毒感染、 基因突变、 内质网与胞质间钙离子浓度差失调等都可成为内质网应激的重要诱因[6]。细胞为了生存产生针对内质网应激的反应,称为内质网应激反应。grp78又名免疫球蛋白重链结合蛋白(bip),被认为是内质网应激反应的标志性分子,其生理状态下表达很低,主要功能是作为分子伴侣参与新生多肽链的折叠、装配和转运;在缺血、低氧、低糖、氧化应激、钙离子失衡等不利环境应激下引起内质网应激反应,导致大量多肽链在内质网内变性、积聚,此时grp78的表达量显著增高,一方面协助变性蛋白进行重新折叠、装配及跨膜转运,缓解内质网压力;另一方面将无法恢复的蛋白质转移给蛋白降解系统降解,从而避免细胞进一步受到伤害,它提高了细胞在应激情况下的生存能力和促进应激后的细胞康复[7]。
    一些眼底疾病如糖尿病性视网膜病变、视网膜中央静脉阻塞(缺血型)、视网膜中央动脉阻塞等, 可导致视网膜组织低氧[8]。在理论上,内质网应激反应参与了视网膜低氧性病变的发病机制。本实验构建视网膜低氧模型,观察大鼠低氧条件下不同时间段grp78的表达变化。结果显示,在正常视网膜组织中grp78少量表达,主要分布在 RGC层和内核层,低氧条件下6 h grp78 mRNA和蛋白表达均升高,24 h表达升高达到高峰,48 h后表达有所下降。表明低氧条件生存24 h时内质网自稳系统的调节作用达到最佳水平,低氧条件生存后48 h grp78的表达下降可能与低氧细胞的内质网稳态恢复有关,也可能是由于内质网自稳系统遭到了破坏,不能通过增加grp78的表达来结束内质网应激状态,细胞启动了凋亡通路。本研究结果提示,grp78的动态表达可能与低氧导致的视网膜损伤的进展密切相关,同时也提示了一种通过诱导内源性grp78生成来延缓低氧导致的视网膜损伤发展的新思路。低氧导致的视网膜损伤的发病机制是多因素、多途径的结果,若早期在内质网应激环节上加以干预,有可能为延缓低氧导致的视网膜损伤的发展提供新的治疗途径。
【参考文献】
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