糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)作为糖尿病的主要并发症之一,是世界卫生组织公布的三大致盲性眼病之一,也是发达国家成年人获得性盲的主要原因,严重威胁着患者的视觉健康和生活质量。随着全球糖尿病患病率的不断上升,DR发病率也呈现出逐年增高的趋势[1-2]。目前,尽管对DR的研究已经取得了显著进展,但其确切的发病机制仍不完全清楚,缺乏有效的治疗方法。因此,深入研究DR发病机制,寻找新的治疗靶点,具有重要的临床意义和社会价值。近年来,自噬在DR中的作用受到了广泛关注。自噬是一种细胞内稳态调节机制,通过降解细胞内受损或变性的蛋白质和细胞器来维持细胞功能。研究表明,自噬在DR的发生发展中发挥着重要作用,与视网膜神经元的凋亡、血管新生等病理过程密切相关[3-5]。因此,深入探讨自噬在DR中的作用机制,对于揭示DR的发病机制具有重要意义。Wnt/β-catenin信号通路作为一种关键的信号转导通路,在多种生物学过程中发挥重要作用。近年来,越来越多的研究表明,Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程存在密切的调控关系。在DR中,高糖环境可以激活Wnt/β-catenin信号通路,进而调控自噬过程。然而,Wnt/β-catenin信号通路如何调控自噬在DR中的作用机制仍不完全清楚。因此,本研究旨在深入探究Wnt/β-catenin信号通路调控自噬在DR中的作用机制,以期为DR的治疗提供新的思路。
1.材料与方法
1.1材料
1.1.1细胞系
采用人视网膜上皮细胞系(Human Retinal Epithelial Cells,HRECs),购自ATCC(American Type Culture Collection)。
1.1.2主要试剂与工具
高糖DMEM培养基、胎牛血清(FBSWnt/β-catenin信号通路特异性抑制剂与激动剂、自噬相关蛋白抗体、Western Blot试剂盒、RT-PCR试剂盒,其他常规细胞培养及分子生物学试剂。
1.1.3仪器与设备
细胞培养箱、倒置显微镜、离心机、Western Blot电泳及转膜设备、RT-PCR仪,酶标仪。
1.2方法
1.2.1细胞培养与模型建立
HRECs在含有10%FBS的DMEM培养基中培养,置于37℃、5%CO2的细胞培养箱中。待细胞生长至对数生长期时,用高糖(40mM)DMEM培养基替换原培养基,以模拟糖尿病环境,建立高糖诱导的视网膜上皮细胞模型。
1.2.2 Western Blot检测
收集高糖处理后的细胞,提取总蛋白。通过SDS-PAGE电泳分离蛋白,转膜至PVDF膜上。用特异性抗体检测Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白及自噬相关蛋白的表达水平。
1.2.3 RT-PCR检测
提取高糖处理后的细胞RNA,反转录成cDNA。利用特异性引物进行PCR扩增,检测Wnt/β-catenin信号通路关键基因及自噬相关基因的表达水平。
1.2.4药物干预
在高糖处理细胞的同时,加入Wnt/β-catenin信号通路的特异性抑制剂或激动剂,观察自噬过程变化情况。
1.3观察指标
Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白及自噬相关蛋白的表达水平,药物干预后自噬过程变化情况。
1.4统计学方法
采用SPSS25.0软件进行数据分析,计量资料以表示。两组间比较采用t检验,相关性分析采用Pearson相关分析。P<0.05认为差异有统计学意义。
2.结果
2.1 Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程的相关性
通过Western Blot和RT-PCR检测发现,高糖处理后的视网膜上皮细胞中,Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白及自噬相关蛋白的表达水平均显著升高。相关性分析显示,Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程之间存在显著正相关关系(r=0.85,P<0.01)。见表1。
表1Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程的相关性
检测项目 | 处理条件 | 蛋白/基因表达水平 | 相关性分析(r值) | P值 |
Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白 | 高糖处理 | 显著升高 | 0.85 | <0.01 |
自噬相关蛋白 | 高糖处理 | 显著升高 | - | - |
2.2药物干预对自噬过程的影响
在高糖处理的视网膜上皮细胞中加入Wnt/β-catenin信号通路的特异性抑制剂后,自噬相关蛋白的表达水平明显降低;而加入激动剂后,自噬相关蛋白的表达水平则进一步升高。
2.3自噬与糖尿病视网膜病变进展的相关性
通过比较不同糖尿病病程患者的视网膜组织样本发现,随着病程的延长和病变的加重,自噬相关蛋白的表达水平也相应升高。相关性分析显示,自噬的调控与糖尿病视网膜病变的进展呈正相关(r=0.78,P<0.05)。见表2。
表2自噬与糖尿病视网膜病变进展的相关性
样本类型 | 自噬相关蛋白表达水平 | 相关性分析(r值) | P值 |
不同糖尿病病程患者视网膜组织 | 升高 | 0.78 | <0.05 |
3.讨论
糖尿病是一种由多重因素导致的终身性内分泌疾病,其核心特征是糖代谢紊乱。据全球统计,目前糖尿病患者人数已接近2.4亿,预计到2025年将激增至3.5亿[6-7]。然而,随着糖尿病护理技术的不断进步和护理水平的提高,糖尿病视网膜病变的发生率与流行程度已呈现出一定的下降趋势。有统计学研究表明,糖尿病病程的持续时间和血压水平是糖尿病视网膜病变发生与发展的重要影响因素。病程越长,视网膜受到高血糖损伤的累积效应就越大,进而增加病变的风险。同时,高血压作为糖尿病的常见并发症之一,也会加剧视网膜病变的进程[8-10]。近年来,早期研究开始关注Wnt/β-catenin信号通路在糖尿病视网膜病变中的作用。这一通路是细胞内重要的信号转导机制,与细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程密切相关。研究显示,在糖尿病视网膜病变的发展过程中,Wnt/β-catenin信号通路调控自噬过程,从而影响视网膜细胞的生存与功能。特别是在病变进展至增殖性糖尿病视网膜病变阶段时,这一调控机制的作用尤为显著。然而,目前关于Wnt/β-catenin信号通路与自噬在糖尿病视网膜病变中的具体作用机制仍需进一步深入研究。
本研究结果分析:Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程之间存在显著的相关性(r=0.85,P<0.01)。同时,自噬的调控与糖尿病视网膜病变的进展也呈正相关(r=0.78,P<0.05)。由此可见,Wnt/β-catenin信号通路与自噬过程在糖尿病视网膜病变中发挥着重要的调控作用。这一信号通路的活跃状态直接影响自噬活性的变化,而自噬过程的失衡可能直接促进了视网膜病变的进展。因此,通过调控Wnt/β-catenin信号通路或自噬过程,能够找到新的治疗策略,以减缓或阻止糖尿病视网膜病变的进展。未来,应进一步研究Wnt/β-catenin信号通路调控自噬的具体分子机制,以及如何在不影响正常细胞功能的前提下,通过调控这一通路来干预和治疗糖尿病视网膜病变。同时,也希望通过动物实验和临床试验来验证研究成果,为DR的治疗提供更为可靠和有效的策略。
综上所述,高糖环境激活了Wnt/β-catenin信号通路,进而促进了自噬过程的发生。自噬的增强与糖尿病视网膜病变的进展密切相关。因此,通过调控Wnt/β-catenin信号通路,有望为糖尿病视网膜病变的治疗提供新的思路和方法。
参考文献
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