1型糖尿病大鼠视网膜中大氨基酸转运蛋白（LAT1）和支链代谢酶的表达改变

《Molecular Neurobiology》：Altered Expression of Large Amino Acid Transporter (LAT1) and Branched-Chain Metabolic Enzymes in the Type 1 Diabetic Rat Retina

糖尿病视网膜病变（DR）与支链氨基酸（BCAAs）代谢异常的关联研究。通过STZ糖尿病大鼠模型，发现8周糖尿病大鼠视网膜中BCAA水平显著升高，伴随LAT1表达上调和BCAT1蛋白下降，同时BDNF、GSH及GS表达降低，而TBAR、caspase3和BAX升高，提示BCAA代谢紊乱通过氧化应激和凋亡途径促进视网膜神经损伤。

　　

摘要

糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病的一种严重并发症，会导致视网膜损伤并增加失明的风险。支链氨基酸（BCAA）是必需氨基酸，在视网膜的能量平衡和神经递质调节中发挥着重要作用。尽管高水平的BCAA与DR有关，但其在DR中的代谢机制仍不甚明了。本研究使用STZ诱导的糖尿病大鼠（4周和8周）探讨了BCAA水平升高的机制及其在DR中的作用。我们测量了mRNA（qPCR）、蛋白质（免疫印迹/免疫荧光）和生化标志物（BCAA和氧化应激）。结果显示，与对照组相比，4周和8周的糖尿病大鼠血清和视网膜中的BCAA水平均有所升高。大氨基酸转运蛋白（LAT1）、支链氨基酸转移酶（BCATs）和支链酮脱氢酶α亚基（BCKDE1α）的mRNA水平没有显著变化，而BCKDE1β亚基受到糖尿病的显著影响。糖尿病大鼠在4周和8周后，BCAT1的蛋白质表达显著下降。8周时LAT1的表达比4周时有所增加，但这种变化并不显著。BCAT2和BCKDE1亚基的蛋白质表达因糖尿病而未发生显著变化。此外，与对照组相比，糖尿病视网膜中的神经营养因子（BDNF）、抗氧化剂（GSH）和谷氨酰胺合成酶（GS）的表达水平较低。相反，TBAR和凋亡因子（caspase 3和BAX）在糖尿病视网膜中有所增加。这些发现表明，糖尿病视网膜中LAT1表达增加和BCAT1蛋白减少会导致BCAA水平升高。结合GS表达减少，氧化应激和凋亡的增加可能导致神经元损伤和视网膜神经退化，从而说明BCAA代谢改变在DR进展中的重要性。