目的氧化應激是年齡相關性黃斑變性(AMD)發病機制的主要組成部分,并且已有研究顯示富氫水(HRW)能夠抗氧化,對多種眼病有防治作用,但是HRW對AMD的作用尚缺乏研究,我們的研究探討了HRW對氧化應激誘導視網膜損傷的保護機制。
方法150只6-8周齡C57BL/6J健康雄性小鼠,按隨機數表分為Control組、NaIO3組、NaIO3+HRW組、NaIO3+AICAR組和NaIO3+AICAR+HRW組。其中NaIO3+HRW組、NaIO3+AICAR+HRW小鼠用HRW(10mg/kg/day)灌胃預防性治療7天,Control組、NaIO3組及NaIO3+AICAR組小鼠給予相同時間、相同劑量蒸餾水灌胃。第7天(即NaIO3注射前1天)NaIO3+AICAR組、NaIO3+AICAR+HRW組小鼠按500mg/kg腹腔注射AICAR,Control組、NaIO3組和NaIO3+HRW組腹腔注射相同劑量0.9%生理鹽水。接下來NaIO3組、NaIO3+HRW組、NaIO3+AICAR組及NaIO3+AICAR+HRW組小鼠按20mg/kg劑量鼠尾靜脈注射NaIO3,Control組小鼠注射相同劑量的0.9%生理鹽水。NaIO3注射后,各組小鼠按照之前灌胃方式繼續灌胃治療5天后取材。HE染色后觀察視網膜形態。DHE染色檢測各組小鼠視網膜中ROS的含量。SA-β-gal染色檢測視網膜衰老情況。分子機制分析,收集各組小鼠的視網膜組織,利用Western-Blot檢測氧化應激標志物OGG1蛋白;檢測衰老相關蛋白Sirt3、p53、p21、p16蛋白;檢測DNA損傷反應蛋白ATM、cyclinD1、NF-κB以及與DNA修復相關的高遷移率族蛋白HMGB1。結果視網膜組織形態學檢測HE染色結果顯示,NaIO3組小鼠RPE層變薄并且不連續,可見大量類似玻璃膜疣的黑色沉積物堆積;HRW減少RPE層的變薄且減少黑色沉積物的數量及大小。DHE染色結果顯示,NaIO3+HRW組(31144±574.8)小鼠視網膜紅色熒光強度顯著低于NaIO3組(39909±133.5),且差異具有統計學意義(P<0.01)。此外,Western-blot顯示NaIO3+HRW組(0.44±0.004)中氧化應激標志性蛋白OGG1的相對表達量明顯低于NaIO3組(0.60±0.005),差異具有統計學意義(P<0.01)。SA-β-gal染色顯示與NaIO3組相比,HRW明顯減少了視網膜中藍綠色沉淀。Western-blot顯示,與NaIO3組相比,HRW減少小鼠視網膜中衰老相關蛋白Sirt3(0.32±0.004)表達的下調、降低了p53(0.27±0.03)、p21(0.20±0.01)、p16(0.36±0.01)的表達,且差異均具有統計學意義(P<0.01)。此外,與NaIO3組相比,HRW降低了DNA損傷反應蛋白ATM(0.06±0.009)、cyclinD1(0.50±0.002)、NF-κB(0.55±0.01)的表達,并且增加了DNA修復相關蛋白HMGB1(1.232±0.03)的表達,且差異均具有統計學意義。在給予AICAR后,OGG1蛋白的表達降低,衰老相關蛋白Sirt3的表達量依舊增加,p53、p21、p16的表達顯著降低;ATM、cyclinD1、NF-κB的表達明顯降低,HMGB1的表達顯著升高。而給予AICAR+HRW后,上述蛋白表達的變化較只給予AICAR更為顯著。
結論HRW通過調節Sirt3蛋白表達并且減弱衰老對視網膜氧化應激損傷起保護作用。
