慢性高血糖是糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DRP)发生、发展的根本原因。而严格控制血糖后,DRP仍然进展,即存在"代谢记忆"现象。目前有关DRP"代谢记忆"现象的发病机理远未明确。最近研究发现活性氧(reactive oxygen species, ROS)不仅是联系高血糖状态下其它代谢异常通路的中心环节,也可能在"代谢记忆"现象中起着十分重要的作用。本项目将探讨DRP"代谢记忆"现象中ROS持续产生及其与一氧化氮、糖基化终产物之间的关系、抗氧化物酶的防治作用及相应的信号传递机制,以阐明DRP"代谢记忆"现象发生的机制,为治疗DRP的进展提供新的目标,并为除控制血糖外,抑制DRP提供新的理论及方法。
diabetic retinopathy;metabolic memory;reactive oxygen species;;
慢性高血糖是糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy, DRP)发生、发展的根本原因。而严格控制血糖后,DRP仍然进展,即存在"代谢记忆"现象。目前有关DRP"代谢记忆"现象的发病机理远未明确。最近研究发现活性氧(reactive oxygen species, ROS)不仅是联系高血糖状态下其它代谢异常通路的中心环节,也可能在"代谢记忆"现象中起着十分重要的作用。因此,深入研究ROS在DRP及其代谢记忆现象中的作用,对最终阐明DRP发病机制、提高防治效果具有十分重要的意义。基于上述目的,本项目组进行了如下实验 1)首先在前期研究基础阶段,检测了缺血再灌注作用下视网膜组织氧化应激指标(ROS、MDA、8-OHdG和硝基酪氨酸)变化;视网膜结构损伤程度;视网膜无细胞性毛细血管数量;视网膜神经节细胞受损程度等,以及超氧化物歧化酶(MnSOD)和过氧化氢酶(CAT)对其保护作用。 2)在体外,我们建立了牛视网膜毛细血管周细胞(bovine retinal pericytes, BRPs)在高糖培养条件下的代谢记忆模型,分别检测了代谢记忆模型中BRPs内ROS、MnSOD蛋白及表达、凋亡调节基因caspase-3变化以及rAAV-MnSOD对周细胞代谢记忆的保护作用。 3)在体内,通过建立链脲佐菌素诱导的大鼠糖尿病视网膜病变代谢记忆模型,分别检测了糖尿病组、正常血糖组、代谢记忆组、以及治疗组(玻璃体腔注射rAAV-MnSOD)等各组视网膜节细胞、微血管基底膜以及周细胞等超微结构变化、视网膜微血管细胞凋亡、无细胞性毛细血管数量,以及各组视网膜组织中MnSOD、CAT活性、ROS含量以及线粒体结构变化。 通过上述实验我们发现高糖条件下的BRPs及糖尿病大鼠视网膜病变均存在明显的代谢记忆现象,代谢记忆是血糖控制正常后,周细胞凋亡及DRP继续进展的关键原因,而氧化应激产物持续增加、抗氧化物酶含量持续下降,是导致线粒体功能持续恶化,周细胞凋亡,视网膜毛细血管基底膜增厚,无细胞性毛细血管数量增加的主要机制,而减少ROS 的形成,降低各种有毒物质的持续产生是防治DRP及其代谢记忆现象的重要手段,rAAV-MnSOD玻璃体内注射可能是治疗DRP及其代谢记忆的一种新的有效方法。