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为探究枸杞多糖(LBP)对 H2O2诱导的 ARPE-19 细胞早衰的保护作用及机制,研究人员构建早衰模型开展研究。结果显示,LBP 可下调 miRNA-34a-5p 表达、减轻氧化应激、缓解早衰。这为防治年龄相关性黄斑变性(AMD)提供新方向。
在眼科疾病领域,年龄相关性黄斑变性(AMD)就像一个隐藏在黑暗中的 “视力杀手”,悄无声息地威胁着众多中老年人的视觉健康。据统计,2020 年全球约有 1.96 亿人受 AMD 影响,预计到 2040 年这一数字将飙升至 2.88 亿。AMD 分为早期、晚期,早期症状不明显,等到患者察觉到视力明显下降、出现视物变形时,往往已发展到晚期,而目前针对 AMD,尤其是干性 AMD 的地理萎缩阶段,尚无有效的药物治疗手段。
研究发现,视网膜色素上皮(RPE)细胞的早衰在 AMD 的发病过程中扮演着重要角色。氧化应激被认为与 RPE 细胞早衰密切相关,此前也有研究表明抗氧化剂能缓解这种早衰现象。同时,微小核糖核酸(miRNA)在基因调控和细胞生理病理过程中起着关键作用,已有研究显示 AMD 患者视网膜组织中 miRNA 表达存在显著变化,其中 miRNA-34a-5p 在 AMD 患者中表达升高,且与年龄呈正相关,暗示其可能参与 RPE 细胞衰老和 AMD 发病机制。
枸杞多糖(LBP)作为传统中药,具有抗炎、抗氧化、抗衰老等多种生物活性,在多种疾病治疗中备受关注。然而,LBP 对氧化应激诱导的 RPE 细胞早衰的抑制作用尚未得到深入研究。在此背景下,国内研究人员开展了一项意义重大的研究,旨在探究 LBP 能否减轻 H2O2诱导的 ARPE-19 细胞(一种人 RPE 细胞系)早衰,并阐明其潜在机制。该研究成果发表在《Cell Stress and Chaperones》杂志上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。他们培养 ARPE-19 细胞构建早衰模型,用 Senescence-associated beta-galactosidase(SA-β-gal)染色检测细胞衰老情况,通过 2′,7′- 二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)和 MitoSOX Red 探针分别检测细胞内活性氧(ROS)和线粒体超氧化物水平,采用定量实时聚合酶链反应(qPCR)测定 miRNA-34a-5p 表达,运用蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析 SIRT1 蛋白表达,还利用脂质体转染技术转染 miRNA-34a-5p 的拮抗剂(antagomir)和激动剂(agomir)来调控其表达 。
研究人员首先评估了不同浓度 LBP 对 ARPE-19 细胞的影响,发现 25 - 200 μg/mL 的 LBP 无细胞毒性,因此后续实验选用 200 μg/mL 的 LBP。接着,他们成功构建了 ARPE-19 细胞早衰模型,用 200 μM H2O2处理细胞 3 天,发现 SA-β-gal 阳性细胞比例显著增加,而细胞活力和凋亡在 3 天内无明显变化,5 天后细胞活力下降、凋亡增加。
随后,研究人员探究 LBP 对 H2O2诱导的 ARPE-19 细胞早衰的影响。结果显示,LBP 能显著减少 SA-β-gal 阳性细胞比例,降低 ROS 积累,改善氧化还原系统状态,减轻细胞早衰。同时,LBP 可下调 miRNA-34a-5p 表达,抑制因 H2O2刺激导致的 SIRT1 蛋白表达下降。
为进一步明确 miRNA-34a-5p 在氧化应激诱导的细胞早衰中的作用,研究人员转染 antagomir 和 agomir 调控其表达。结果发现,下调 miRNA-34a-5p 可减少 SA-β-gal 阳性细胞比例和 ROS 生成,而上调 miRNA-34a-5p 则会逆转 LBP 的保护作用,增加 SA-β-gal 阳性细胞比例和 ROS 生成。这表明 LBP 至少部分通过下调 miRNA-34a-5p 表达和改善氧化应激来减轻 H2O2诱导的 ARPE-19 细胞早衰。
在讨论部分,研究人员指出此次研究成功建立了 ARPE-19 细胞早衰模型,验证了 LBP 的保护作用及其机制。RPE 细胞在视觉功能维持中至关重要,其衰老与多种眼部疾病相关。H2O2处理导致的氧化应激和抗氧化酶活性下降会加速细胞衰老,而 LBP 能恢复抗氧化酶活性、降低 ROS 水平,延缓细胞衰老。miRNA-34a-5p 在细胞衰老中起关键作用,LBP 可调节其表达,进而影响 SIRT1 蛋白表达。不过,该研究也存在局限性,仅在体外细胞水平进行,未来还需在体内模型和原代 RPE 细胞中进一步验证。
总体而言,该研究首次证实 LBP 可通过下调 miRNA-34a-5p 减轻 H2O2诱导的 ARPE-19 细胞早衰,为 AMD 等氧化应激相关视网膜疾病的治疗提供了新的潜在靶点和治疗思路,具有重要的理论和临床意义,为眼科疾病治疗领域的研究开辟了新方向,有望推动相关药物的研发,为 AMD 患者带来新的希望。