观察虾青素对1型糖尿病大鼠视网膜病变的保护作用及相关机制。
36只SPF雄性大鼠应用腹腔内一次性注射质量分数1%链脲佐菌素(STZ)方法制备大鼠糖尿病模型，采用随机数字表法分为糖尿病组、低剂量虾青素组和高剂量虾青素组，每组9只。低剂量虾青素组和高剂量虾青素组每日分别给予20 mg/kg和100 mg/kg虾青素灌胃，糖尿病组同法给予等量橄榄油。另设对照组大鼠12只，同法给予等量枸橼酸钠缓冲液。每2周测量大鼠血糖和体质量。24周后，过量水合氯醛麻醉法处死大鼠，眼球称质量标记。经胰蛋白酶消化制作视网膜毛细血管铺片，每张铺片任意选取5个视野计算周细胞与无细胞性毛细血管的数量。通过免疫组织化学、实时PCR和Western blot法测定各组大鼠视网膜组织中白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和凋亡蛋白家族caspase-3的相对表达量。
低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠体质量均高于糖尿病组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。低剂量虾青素组和高剂量虾青素组大鼠血糖较糖尿病组降低，差异均统计学意义(均P<0.05)。高倍镜下，对照组毛细血管周细胞核小，呈圆形或三角形；糖尿病组视网膜毛细血管局部扩张、狭窄，扭结成襻。低倍镜下，糖尿病组可见视网膜动静脉主干及分支迂曲，毛细血管网紊乱；高剂量虾青素组血管走向较迂曲，毛细血管局部扩张、狭窄程度有所减轻。各组周细胞计数分别为466.4±23.2、207.3±31.7、298.1±27.1和312.2±19.5，总体比较差异有统计学意义(F＝34.420，P＝0.047)，其中低剂量虾青素组、高剂量虾青素组周细胞计数高于糖尿病组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。各组无细胞毛细血管计数分别为5.2±2.3、32.9±12.7、14.5±9.1和16.5±3.5，总体比较差异有统计学意义(F＝47.340，P＝0.021)，其中低剂量虾青素组、高剂量虾青素组无细胞性毛细血管数量少于糖尿病组，差异均有统计学意义(均P<0.05)。对照组视网膜各层组织中炎性因子呈微量表达；糖尿病组大鼠视网膜组织中神经节细胞层、丛状层及颗粒层中均呈强阳性表达；低剂量虾青素组和高剂量虾青素组炎性因子表达均较糖尿病组弱。低剂量虾青素组、高剂量虾青素组IL-6、TNF-α和caspase-3的吸光度(A)值较糖尿病组降低，差异均有统计学意义(均P<0.05)。低剂量虾青素组IL-6、TNF-α和caspase-3的mRNA相对表达量分别为0.87±0.23、0.91±0.34和1.07±0.15，高剂量虾青素组分别为0.81±0.31、0.85±0.39和0.95±0.11，较糖尿病组的1.63±0.47、1.57±0.53和1.51±0.32均减少，差异均有统计学意义(均P<0.05)。低剂量虾青素组IL-6、TNF-α和caspase-3蛋白相对表达量分别为0.63±0.33、0.51±0.14和0.60±0.13，高剂量虾青素组分别为0.69±0.22、0.49±0.15和0.57±0.22，均低于糖尿病组的1.43±0.51、0.79±0.23和1.15±0.67，差异均有统计学意义(均P<0.05)。
虾青素可抑制视网膜组织内炎性因子及凋亡蛋白的表达，从而抑制糖尿病大鼠的周细胞凋亡，保护视网膜毛细血管。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是常见的糖尿病微血管病变，是20～74岁糖尿病人群致盲的首要原因。DR的发病机制未被全面认识，近年周细胞凋亡和炎性损伤在糖尿病及其并发症中的作用备受关注。糖尿病患者在持续高糖、低氧状态下，早期出现视网膜微循环受损[1]，进一步导致白细胞聚积，黏附分子增加，视网膜内皮细胞功能障碍以及视网膜灌注异常，如毛细血管的阻塞和退行性改变，均有轻度慢性炎症的病理特征。研究表明，白细胞在DR发展过程中起重要作用。趋化因子和黏附因子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)、单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)、白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)、IL-1β和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等炎性因子均参与DR的炎症反应过程，且与DR严重程度相关[2,3,4]。虾青素的化学名称为3，3’-二羟基-4，4’-二酮基-β，β’-胡箩卜素。天然虾青素广泛存在于自然界，海洋藻类、鱼、虾和蟹等海洋生物体内，植物的叶、花、果及鸟类羽毛中也存在虾青素，主要起显色作用。研究证实，虾青素能抗氧化、抗炎、抗细胞凋亡，预防心、脑血管疾病，延缓糖尿病肾病的发生和发展，其抗炎作用逐渐引起重视。虾青素可显著降低肥胖小鼠脾细胞中TNF-α mRNA的相对表达量，从而抑制肝脏组织的炎症反应[5]。虾青素可以降低糖尿病大鼠视网膜中相关炎性因子的表达[6,7]。目前尚未发现关于虾青素对早期DR微血管形态以及视网膜炎性因子的相关研究。本研究中观察虾青素对于链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)诱导的1型糖尿病大鼠早期视网膜病变的周细胞凋亡和视网膜中相关炎性因子表达的影响，进一步阐述虾青素在DR中的抗炎机制，为早期DR的药物治疗提供理论基础。
