探讨α-黑素细胞刺激素(α-MSH)对高糖高脂刺激下视网膜血管内皮细胞中mRNA及长链非编码RNA(lncRNA)表达的影响。
对恒河猴视网膜血管内皮细胞系(RF/6A)进行培养，将细胞分为正常对照组、模型对照组、0.1 μmol/L α-MSH处理组、0.5 μmol/L α-MSH处理组和1.0 μmol/L α-MSH处理组。各组细胞进行CM-H2DCFDA染色，检测细胞抗氧化能力，筛选α-MSH的最佳工作浓度。正常对照组、模型对照组和α-MSH处理组细胞处理后24 h，收集各组细胞提取总RNA，经高通量RNA测序(RNA-seq)构建RNA测序文库并进行生物信息学分析。
0.5 μmol/L α-MSH组细胞荧光强度明显低于模型对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，选择0.5 μmol/L为α-MSH的最佳作用浓度并进行后续实验。RNA-seq结果显示，与模型对照组相比，α-MSH处理组中243个mRNAs表达下调，81个mRNAs表达上调，53个lncRNAs表达上调，6个lncRNAs表达下调。生物信息学分析结果显示，α-MSH处理组表达下调的基因中主要富集的通路包括转化生长因子-β(TGF-β)信号通路、局部黏附通路和细胞外基质(ECM)受体相互作用通路，主要参与的生物过程为调节小三磷酸鸟苷酶(small GTPase)介导的信号转导。α-MSH处理组中表达上调的共表达lncRNA主要富集通路包括ECM受体互作通路、缺氧诱导因子-1(HIF-1)通路等，主要参与轴突导向、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正向调节等生物过程。
α-MSH处理后，高糖、高脂刺激的视网膜血管内皮细胞主要表现为lncRNA表达上调及mRNA表达下调，提示α-MSH可能通过上调lncRNA的表达来下调下游基因的mRNA表达。
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糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病严重的微血管并发症，已成为工作年龄人群首要的致盲眼病，严重威胁视力健康[1,2]。高血糖是糖尿病及其并发症重要的致病因素之一。另一方面，血浆中高水平的游离脂肪酸(free fatty acids，FFA)是1型和2型糖尿病的共同特征[3]。研究表明，棕榈酸占血浆FFA含量的30%～40%，参与诱导胰岛细胞的凋亡和坏死，并加重胰岛素抵抗，在糖尿病及其并发症的发病机制中也起到重要作用[4,5]。因此，高浓度葡萄糖和棕榈酸的联合刺激能更好地模拟糖尿病条件下的病理环境。α-黑素细胞刺激素(α-melanocyte-stimulating hormone，α-MSH)是阿片－促黑皮质素原的衍生肽，其生物学作用广泛，具有调节色素合成、控制能量代谢、神经营养和抗炎、抗凋亡等作用[6,7,8,9]。α-MSH及其受体在眼部表达丰富。研究表明，α-MSH可通过抗氧化、抗凋亡以及抑制炎性因子表达来减轻血－视网膜屏障的破坏和视网膜电生理功能受损等DR的早期病理改变[10]；其还可在模拟增生性DR模型中拮抗视网膜新生血管生成[11]。此外，α-MSH可通过与黑皮质素受体4结合而下调微小RNA-194的表达，抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3、7的活性，从而拮抗谷氨酸诱导的视网膜兴奋性毒性[12]，而谷氨酸兴奋性毒性是在DR造成视网膜缺血、缺氧状态下的一种病理改变。α-MSH在糖尿病条件下对视网膜微血管的保护机制尚未完全明确。本研究中利用棕榈酸钠(sodium palmitate，PAM)联合高糖刺激猴视网膜血管内皮细胞，模拟糖尿病条件下高血脂及高血糖的微环境，探讨α-MSH对视网膜血管内皮细胞中mRNA及长链非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)表达的影响，并利用生物信息学方法对测序结果进行全面深入分析，以揭示α-MSH在DR保护作用中的分子机制，为寻找DR治疗的潜在分子靶点提供思路。
