摘要：目的圆锥角膜是以角膜变薄扩张、向前突出呈圆锥形为特征的一种眼部疾病。胶原蛋白的异常降解是圆锥角膜的发病机制之一。病理条件下,角膜基质层胶原数量减少,纤维排列紊乱,角膜厚度及其抗变形能力降低,进而引发圆锥角膜。水通道蛋白(AQP)参与角膜的损伤修复和基质厚度的调节,但其在圆锥角膜病变中的作用机制还不清楚。本研究通过分析AQP1对圆锥角膜基质细胞中氧化应激水平及胶原代谢的影响,初步阐明AQP1在圆锥角膜病变过程中的作用机制,为进一步揭示圆锥角膜的发生机理提供参考。方法通过抑制剂乙酰唑胺(AZ)、siRNA和过表达技术调节圆锥角膜细胞中AQP1的表达;采用定量PCR分析AQPs、胶原代谢相关酶、抗氧化酶的表达;DCFH-DA探针检测胞内ROS、ELISA检测胶原含量、分光光度法检测MDA含量及抗氧化能力。结果圆锥角膜细胞中AQPs的表达显著高于正常角膜细胞,其中AQP1的表达量最高;与正常角膜细胞相比,圆锥角膜中胶原合成(COLs)及交联相关基因(LOXs)的表达降低,胶原降解基因MMP2/9的表达升高,总胶原含量降低。此外,圆锥角膜中ROS水平高于正常角膜细胞,NQO-1等抗氧化酶表达低于正常细胞。在正常角膜细胞中过表达AQP1后COLs表达降低,MMP-9表达升高,与圆锥角膜细胞中相关因子的变化一致。AZ处理后圆锥角膜细胞中COLs、TIMPs、LOXs、NQO-1的表达升高,MMP-2/9的表达降低,总胶原含量升高。同时,胞内ROS和MDA含量降低,抗氧化酶表达及总抗氧化能力升高。siRNA干扰圆锥角膜细胞中AQP1的表达后,胶原代谢相关基因及胶原含量的变化趋势与AZ处理结果相同。结论 AQP1参与圆锥角膜细胞中氧化应激反应,通过转运H2O2使得角膜细胞内ROS含量上升,抗氧化酶表达下调,进一步导致胶原合成和降解失衡,进而在圆锥角膜病变中发挥作用。

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