BMPs对应激状态下晶状体上皮细胞的作用和机制研究

发布时间：2020-03-20 22:06

【摘要】：目的:白内障是全球高发的主要致盲眼病,发病机制复杂,其发生的分子机制一直是研究热点。正常晶状体本身透明,其结构与组成成分单纯,无血供,由晶状体囊膜、晶状体上皮细胞和最终分化形成的晶状体纤维组成。近年来研究发现,骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)在眼部组织有丰富表达,尤其在晶状体的发育过程中发挥着重要的作用~([1])。有研究显示,鼠晶状体在发生发育过程中存在BMPs及其受体(BMPRⅠA和BMPRⅡ)的表达。在BMPⅠ型受体Acvr1敲除的小鼠,其晶状体形成后形态较正常要小~([2])。在鼠胚胎中,目的性BMP-7基因的缺陷或失活,不仅影响胚眼晶状体泡和晶状体板的正常发育,也影响视泡和外胚叶的正常发育,而后两者对于晶状体的形成是必需的~([3])。但是在晶状体发育成熟后,BMPs信号是否参与了晶状体疾病的发生,目前的研究并不明了。现有的关于白内障发病机制的大量研究显示:白内障的发生与氧化损伤、自由基产生、晶体蛋白的改变以及人晶状体上皮细胞(Human lens epithelia cells,HLEC)的凋亡有关。因而,本课题旨在探究在晶状体发育过程中起重要作用的BMPs是否在晶状体发育成熟进而在白内障的发生过程中,其依然对晶体上皮细胞有调控作用。本课题通过观察BMPs在人晶状体组织中的表达特点,以及BMPs对正常和应激状态下人晶状体上皮细胞的影响,探讨BMPs对人晶状体上皮细胞的作用机制,为白内障发生的分子机制提供新的思路和理论依据。方法:1.取白内障患者混浊晶状体的囊膜、皮质和核,应用免疫组化染色检测囊膜BMP-4和BMP-7的表达,应用酶联免疫吸附法(Enzyme-Linked Immunosorbnent Assay,ELISA)检测皮质和核的BMP-4和BMP-7的表达,观察白内障患者晶状体组织BMP-4和BMP-7在不同部位的差异化表达特点;2.体外培养人晶状体上皮细胞系(HLE-B3),应用CCK-8法、细胞划痕实验观察BMP-4和BMP-7对人晶状体上皮细胞的作用;3.体外培养人晶状体上皮细胞系(HLE-B3),并建立应激(热刺激、紫外线照射、过氧化氢)细胞模型,应用CCK-8检测BMP-4和BMP-7对人晶状体上皮细胞增殖和凋亡的影响,进一步检测H_2O_2诱导下以及BMP-4/7作用下凋亡蛋白Caspase-3和活性氧(ROS)的表达;4.使用RT-PCR和免疫荧光检测BMP-4和BMP-7对氧化应激诱导的晶状体上皮细胞凋亡的作用及其与内质网应激之间的关系;结果:1.在老年性白内障患者的混浊晶状体中,囊膜、皮质和核中均有BMP-4和BMP-7的表达,且不同部位的BMP-4和BMP-7表达不同,由外到内(从皮质到核),BMP-4和BMP-7的表达呈下降趋势;2.在正常状态下,BMP-4和BMP-7对人晶状体上皮细胞的增殖无明显作用,但能够明显抑制人晶状体上皮细胞的迁移;3.在氧化应激下,BMP-4和BMP-7能明显抑制人晶状体上皮细胞的凋亡,降低凋亡蛋白Caspase-3和活性氧(ROS)的表达;4.人晶状体上皮细胞在氧化应激状态下引发了ATF-6通路的内质网应激级联反应,导致细胞凋亡,BMP-4和BMP-7能有效抑制ATF-6的基因表达水平,通过对内质网应激的调控发挥其保护作用。结论:BMP-4和BMP-7能够维持晶状体上皮细胞生理活动的稳态,在氧化应激作用下,诱发的内质网应激导致晶状体上皮细胞凋亡,BMP-4和BMP-7能够有效地抑制凋亡,降低凋亡产物的表达,发挥保护作用。
【图文】：

晶状体,老年性白内障,皮质,统计学

论文一、白内障患者晶状体不同部位 BM状体皮质和核中 BMP-4 的表达，，在老年性白内障晶状体和老年性白内障-4 的表达水平明显高于核，差异有统计学人群之间皮质和核中 BMP-4 的表达结果

晶状体,老年性白内障,高度近视,统计学意义

1.1 白内障患者晶状体中 BMP-4 的表状体皮质和核中 BMP-7 的表达在老年性白内障晶状体中 BMP-7 有表在老年性白内障合并高度近视晶状体中差异有统计学意义（p<0.05）（见图 1P-7 的表达结果无差异（p>0.05）。
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R776.1

【参考文献】