氢气通过影响非酶促蛋白糖基化改善糖尿病大鼠早期视网膜病变的机制研究

糖尿病视网膜病变是世界范围的主要致盲眼病。非酶促糖基化产物Amadori糖化白蛋白(AGA)和糖基化终末产物(AGEs)诱导视网膜小胶质细胞活化释放炎症介质参与视网膜损伤。氢气具有抗炎特性但其作用分子靶点不明确。本课题通过体内和体外实验研究氢气对高糖条件下AGA和AGEs合成的影响,观察其对非酶促蛋白糖基化诱发的小胶质细胞炎症相关蛋白抑制作用以及视网膜组织保护作用,探讨其在糖尿病模型中抗炎作用分子靶点和相关机制,为其应用于临床提供理论基础和实验数据。 1.体外实验部分 1)氢气对体外蛋白质非酶促糖基化体外反应系统NGE系统中果糖胺生成的影响：成功建立体外NEG系统及氢气干预体系,证实氢气抑制果糖胺和AGEs的生成,蛋白质非酶促糖基化产物的形成与葡萄糖浓度、孵育的时间呈正相关。 2)氢气缓解AGEs对体外培养BV-2小胶质细胞损伤：明确氢气可减轻AGEs对BV-2小胶质细胞损伤,AGEs(100mg/ml)处理BV-2细胞24h后,细胞体积增大、变圆,突触增多、细胞膜皱缩。氢气干预组的BV-2小胶质细胞形态改变减轻,同时AGEs与氢气饱和的培养基共同处理后,可将细胞活力提升至80%以上,差异具有统计学意义(P＜0.01)。 3)明确氢气对AGEs激活BV-2小胶质细胞NFκB通路的影响,氢气降低AGEs刺激BV-2小胶质细胞TNF-α的分泌。
体外试验提示： 1、氢气干扰早期糖基化产物果糖胺的声场,晚期糖基化产物的生成与糖蛋白作用时间呈正相关,氢气亦可减低AGEs的生成。 2、进一步研究发现,AGEs活化BV-2小胶质细胞NF-κB通路,刺激分泌TNF-α;氢气可降低TNF-α的分泌。 2.体内部分 1)HRS改善链尿佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导大鼠糖尿病动物模型血-视网膜屏障功能。 2)HRS降低STZ大鼠视网膜RAGE蛋白表达。 3)HRS抑制STZ大鼠视网膜NF-κB、TNF-α表达。 结论 1、HRS可部分降低糖尿病大鼠视网膜非酶促糖基化产物生成。 2、HRS下调AGEs-RAGE系统诱导的NF-κB信号通路的活化,减少TNF-α等炎症因子的合成与释放,改善视网膜组织损伤。 3、HRS可能通过抑制非酶促蛋白糖基化来减轻视网膜炎症反应,达到细胞保护作用,有望成为治疗糖尿病视网膜病变的新方法。