目的氧化应激是年龄相关性黄斑变性(AMD)发病机制的主要组成部分,并且已有研究显示富氢水(HRW)能够抗氧化,对多种眼病有防治作用,但是HRW对AMD的作用尚缺乏研究,我们的研究探讨了HRW对氧化应激诱导视网膜损伤的保护机制。
方法150只6-8周龄C57BL/6J健康雄性小鼠,按随机数表分为Control组、NaIO3组、NaIO3+HRW组、NaIO3+AICAR组和NaIO3+AICAR+HRW组。其中NaIO3+HRW组、NaIO3+AICAR+HRW小鼠用HRW(10mg/kg/day)灌胃预防性治疗7天,Control组、NaIO3组及NaIO3+AICAR组小鼠给予相同时间、相同剂量蒸馏水灌胃。第7天(即NaIO3注射前1天)NaIO3+AICAR组、NaIO3+AICAR+HRW组小鼠按500mg/kg腹腔注射AICAR,Control组、NaIO3组和NaIO3+HRW组腹腔注射相同剂量0.9%生理盐水。接下来NaIO3组、NaIO3+HRW组、NaIO3+AICAR组及NaIO3+AICAR+HRW组小鼠按20mg/kg剂量鼠尾静脉注射NaIO3,Control组小鼠注射相同剂量的0.9%生理盐水。NaIO3注射后,各组小鼠按照之前灌胃方式继续灌胃治疗5天后取材。HE染色后观察视网膜形态。DHE染色检测各组小鼠视网膜中ROS的含量。SA-β-gal染色检测视网膜衰老情况。分子机制分析,收集各组小鼠的视网膜组织,利用Western-Blot检测氧化应激标志物OGG1蛋白;检测衰老相关蛋白Sirt3、p53、p21、p16蛋白;检测DNA损伤反应蛋白ATM、cyclinD1、NF-κB以及与DNA修复相关的高迁移率族蛋白HMGB1。结果视网膜组织形态学检测HE染色结果显示,NaIO3组小鼠RPE层变薄并且不连续,可见大量类似玻璃膜疣的黑色沉积物堆积;HRW减少RPE层的变薄且减少黑色沉积物的数量及大小。DHE染色结果显示,NaIO3+HRW组(31144±574.8)小鼠视网膜红色荧光强度显著低于NaIO3组(39909±133.5),且差异具有统计学意义(P<0.01)。此外,Western-blot显示NaIO3+HRW组(0.44±0.004)中氧化应激标志性蛋白OGG1的相对表达量明显低于NaIO3组(0.60±0.005),差异具有统计学意义(P<0.01)。SA-β-gal染色显示与NaIO3组相比,HRW明显减少了视网膜中蓝绿色沉淀。Western-blot显示,与NaIO3组相比,HRW减少小鼠视网膜中衰老相关蛋白Sirt3(0.32±0.004)表达的下调、降低了p53(0.27±0.03)、p21(0.20±0.01)、p16(0.36±0.01)的表达,且差异均具有统计学意义(P<0.01)。此外,与NaIO3组相比,HRW降低了DNA损伤反应蛋白ATM(0.06±0.009)、cyclinD1(0.50±0.002)、NF-κB(0.55±0.01)的表达,并且增加了DNA修复相关蛋白HMGB1(1.232±0.03)的表达,且差异均具有统计学意义。在给予AICAR后,OGG1蛋白的表达降低,衰老相关蛋白Sirt3的表达量依旧增加,p53、p21、p16的表达显著降低;ATM、cyclinD1、NF-κB的表达明显降低,HMGB1的表达显著升高。而给予AICAR+HRW后,上述蛋白表达的变化较只给予AICAR更为显著。
结论HRW通过调节Sirt3蛋白表达并且减弱衰老对视网膜氧化应激损伤起保护作用。
