实验研究
Smac对人晶状体上皮细胞增生的抑制作用及促凋亡作用
中华实验眼科杂志, 2017,35(3) : 233-238. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.03.010
摘要
背景

晶状体后囊膜混浊(PCO)是囊外白内障摘出术后的主要并发症,其发病机制与晶状体上皮细胞(LECs)的增生、移行和上皮-间质转化(EMT)有关,探讨相关的预防和靶向治疗措施至关重要。

目的

探讨Smac对人LECs增生和凋亡的作用及防治PCO的生物学作用。

方法

对HLE-B3细胞株及Smac过表达人LECs株进行培养,将培养的HLE-B3细胞分为PBS组、空质粒转染组和siRNA-Smac3转染组,分别将PBS、空质粒载体和带有增强型绿色荧光蛋白(GFP)的siRNA-Smac3质粒转染细胞24 h,计算siRNA-Smac3质粒转染率。在细胞培养液中分别添加不同质量浓度(5、10、20和50 μg/ml)TGF-β2或200 μmol/L H2O2以建立PCO模型或氧化应激凋亡模型。将细胞分为PBS组、TGF-β2组和Smac过表达+TGF-β2组,采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法检测细胞增生活力;将细胞分为PBS组、H2O2组和siRNA-Smac+H2O2组,采用流式细胞仪检测各组细胞凋亡率;分别采用实时定量PCR和Western blot法检测培养的细胞中Smac、caspase-3及增生细胞核抗原(PCNA)mRNA及蛋白的相对表达量。

结果

siRNA-Smac3质粒转染细胞后GFP阳性细胞达80%以上,荧光定量PCR筛选出最佳干扰质粒为siRNA-Smac3。siRNA-Smac3转染组GFP阳性细胞率为(72.32±2.31)%,明显高于空质粒载体组的(4.91±0.24)%,差异有统计学意义(t=116.342,P<0.001)。LECs中Smac mRNA相对表达量为35.21±4.11,高于空质粒载体组的15.24±2.48,差异有统计学意义(t=215.47,P<0.05)。20 μg/ml TGF-β2作用后PBS组、TGF-β2组和Smac过表达+TGF-β2组的细胞增生率分别为(98.4±1.7)%、(98.9±0.1)%和(64.2±3.1)%,Smac过表达+TGF-β2组明显低于TGF-β2组,差异有统计学意义(P<0.05)。PBS组、H2O2组和siRNA-Smac+H2O2组细胞凋亡率分别为(2.9±1.2)%、(45.1±4.5)%和(27.5±1.8)%,siRNA-Smac+H2O2组细胞凋亡率明显低于H2O2组,差异有统计学意义(P<0.05)。荧光定量PCR结果显示,PBS组、H2O2组和siRNA-Smac+H2O2组caspase-3 mRNA相对表达量分别为0.321±0.103、0.715±0.112和0.479±0.209,siRNA-Smac+H2O2组细胞中caspase-3 mRNA相对表达量明显低于H2O2组,差异有统计学意义(P<0.05);PBS组、TGF-β2组和Smac过表达+TGF-β2组细胞中PCNA mRNA相对表达量分别为0.299±0.013、0.645±0.102和0.490±0.209,与TGF-β2组比较,Smac过表达+TGF-β2组细胞中PCNA mRNA相对表达量明显下降,差异有统计学意义(P<0.05)。Western blot结果显示,caspase-3蛋白在siRNA-Smac+H2O2组和H2O2组相对表达量为0.712±0.012和0.973±0.051,siRNA-Smac+H2O2组细胞中caspase-3蛋白的相对表达量明显低于H2O2组,差异有统计学意义(t=132.52,P<0.05);PCNA在Smac过表达+TGF-β2组和TGF-β2组,相对表达量为0.782±0.212,相对表达量为1.126±0.251,Smac+TGF-β2组PCNA蛋白相对表达量显著低于TGF-β2组,差异有统计学意义(P<0.05)。

结论

Smac基因抑制人LECs株HLE-B3细胞系的增生并促进细胞的凋亡,其可能用于防治PCO。

引用本文: 孔德倩, 郑广瑛, 李莉, 等.  Smac对人晶状体上皮细胞增生的抑制作用及促凋亡作用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2017, 35(3) : 233-238. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2017.03.010.
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晶状体后囊膜混浊(posterior capsule opacification,PCO)又称为后发性白内障,是白内障囊外摘出术后的常见并发症[1],可再次导致视力下降。统计学数据表明,成年人PCO的发生率约为50%,儿童则为100%[2],目前其发病机制尚未完全阐明。关于白内障术后发生PCO目前存在很多假说,其中大部分学者认为上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)与PCO形成密切相关[3,4],转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)可诱导晶状体上皮细胞(lens epithelial cells,LECs)的EMT过程,促使LECs过度增生并迁移至晶状体后囊膜,形成成纤维细胞和梭形细胞,导致PCO[5]。次级线粒体源性caspase活化因子(second mitochondria-derived activator of caspases,Smac)/DIABOL是线粒体中促细胞凋亡的蛋白质,研究证实Smac在心血管、肿瘤、消化道和神经退行性疾病等的发病和进展中发挥重要作用[6,7]。我们前期的研究发现,Smac与白内障患者LECs的凋亡相关,推测Smac可能有促进LECs增生的生物学作用[8,9],但其具体作用和可能的机制仍在研究过程中。本研究中拟通过判断与细胞增生周期密切相关的细胞增生活性指标——增生细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)在LECs中的表达变化探讨Smac蛋白对LECs增生活力和凋亡的影响,为PCO的防治提供新的思路。

 
 
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