中文摘要：

随着全球人口老龄化的加剧，年龄相关性白内障（age-related cataract, ARC）发病率不断增多,年龄相关性白内障的确切发病机制迄今不甚明了。我们发现ARC晶状体前囊上皮细胞形状不规则，相邻细胞间指状突超紧密镶嵌，线粒体等细胞器肿胀，细胞水肿呈空泡状。晶状体上皮细胞具有转分化为成纤维样细胞的潜能。已知晶状体蛋白变性和水通道蛋白（AQP）表达异常与白内障发生密切相关。本课题拟用电镜和流式细胞术分析晶状体细胞超微结构变化和细胞凋亡可能途径；应用Western Bloting、圆二柱仪、激光扫描共聚焦显微技术分析ARC晶状体细胞α/γ晶状体蛋白和AQP 0/1表达、分布和构象变化；细胞内Ca2+浓度对晶状体蛋白活性和构像的影响；RNA干扰技术在分子水平探索晶状体蛋白在ARC晶状体细胞变性发生发展中的可能作用，为早期干预和防治ARC提供新的思路。

结论摘要：

白内障是世界首位的致盲眼病，并随着年龄的增加发病率呈增长趋势。目前，年龄相关性白内障的发病机理尚未完全明了。本项目研究发现AQP0及AQP1在年龄相关性白内障的发生发展过程中起重要作用。AQP1主要调节晶状体囊内外的水分布平衡，AQP0主要调节晶状体纤维细胞内外的水分布平衡。晶状体上皮细胞内钙离子浓度的增加，能诱发晶状体上皮细胞发生内质网应激，进而激活calpain-2和caspase-12的信号转导通路，导致晶状体上皮细胞凋亡增加。本项目研究发现钙离子是晶状体代谢的主要离子之一，在晶状体的生理和病理中起到极其重要的作用。体外培养的人LECs细胞内游离Ca2+浓度升高，AQP1表达减少；培养液增加钙浓度为5.0mmol/L，细胞活性下降，凋亡率增高，透射电镜观察示人LECs出现凋亡形态学构象改变核染色质凝集、固缩、边集，细胞质线粒体肿胀，内质网水肿等；细胞内钙离子浓度的增加，能诱发晶状体上皮细胞发生内质网应激，进而激活calpain-2和caspase-12的信号转导通路，导致凋亡增加。结果表明细胞内游离Ca2+浓度升高，可能通过降低LECs的AQP1的表达、诱导LECs凋亡，是年龄相关性白内障发病机制之一。本项目研究通过RNAi人为地抑制AQP1的表达，去除了一些其它的影响因素，在基因水平抑制水通道蛋白1的表达后，AQP1的减少将导致细胞内钙离子浓度增高，打破细胞内部结构的稳定，从而触发细胞凋亡。同时，细胞内钙离子的增高，将激发钙蛋白酶Ⅱ的含量增高，导致β和γ晶状体蛋白的裂解，从而促进了白内障的发生发展。 本项目研究发现晶状体蛋白和水通道蛋白的构象改变在晶状体上皮细胞变性发生发展过程中的作用，将有助于进一步阐明年龄相关性白内障的病因及其发病机制，为及早干预和防治白内障提供理论基础与研究数据。