JNK/AQP5在高渗诱导的人角膜上皮细胞干眼模型中的作用

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mikelau1
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目的:  探讨AQP5的表达和.JNK的磷酸化在高渗诱导的人角膜上皮细胞干眼模型中的作用,为干眼病的抗炎治疗提供理论依据。  方法:  首先检测不同程度高渗透压(450 mOsm、500 mOsm、550 mOsm)刺激后用real-time PCR检测HCECs中炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和凋亡因子caspase-1,及AQP5的mRNA的相对表达量的变化趋势,Western-blot检测AQP5和p-JNK的蛋白水平表达变化趋势,并选择出最佳的高渗透压进行后续实验。通过加入20μM JNK抑制剂SP600125预处理2h的HCECs后,再给予500 mOsm高渗透压刺激,同时设310 mOsm等渗组(Control组)和500 mOsm高渗+二甲基亚枫(DMSO)为对照组,用real-time PCR检测IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、caspase-1和AQP5的mRNA基因表达变化,Western-blot检测JNK磷酸化水平和AQP5的蛋白表达变化,免疫荧光检测AQP5的蛋白表达变化及TUNEL试剂盒检测细胞凋亡情况变化。并通过设计合成靶向人AQP5的干扰RNA,并将其转染至HCECs,再给予500 mOsm高渗透压刺激,同时设310 mOsm等渗组(Control组)和500 mOsm高渗+阴性转染(siNC)为对照组,用同样的方法检测上述炎症因子、凋亡水平及AQP5的表达变化。  结果:  1.不同程度高渗透压的选择  Real-time PCR检测结果显示:相对于310 mOsm等渗对照组,450 mOsm高渗浓度组的炎症因子IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和凋亡因子caspase-l,及AQP5的mRNA相对表达量升高均不明显,差异无统计学意义(p>0.05);500 mOsm和550 mOsm高渗浓度组的上述因子的mRNA相对表达量均明显升高,差异均具有统计学意义(p<0.05),且以500 mOsm最为显著。同时,Western-blot检测结果显示:与310 mOsm等渗对照组相比,500 mOsm高渗透压组的HCECs中AQP5(p=0.001)和p-JNK(p=0.003)的蛋白表达水平也有显著性的升高,差异具有统计学意义。所以,我们选择500 mOsm为本细胞株是较佳的实验刺激渗透压。  2.加入JNK抑制剂SP600125预处理后,高渗刺激下人角膜上皮细胞炎症因子表达、p-JNK和AQP5表达及凋亡情况变化  Real-time PCR检测结果显示:给予20μM JNK抑制剂SP600125预处理2h的HCECs中JNK的磷酸化水平被抑制,对500 mOsm高渗刺激反应明显减弱,相对于Control组,500 mOsm高渗组炎症因子IL-1β(p=0.003)、IL-6(p<0.001)、IL-8(p=0.011)、TNF-α(p=0.007)和凋亡因子caspase-1(p=0.009)的mRNA的相对表达量均明显升高,差异具有统计学意义;相对于500 mOsm高渗+二甲基亚砜(DMSO)组,500 mOsm高渗+JNK抑制剂组炎症因子IL-1β(p=0.006)、IL-6(p=0.007)、IL-8(p=0.011)、TNF-α(p=0.009)和凋亡因子caspase-1(p=0.012)的mRNA的相对表达量均明显减少,差异具有统计学意义。Western-blot法检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组AQP5的蛋白表达量(p<0.001)和JNK的磷酸化水平(p=0.012)均明显升高,差异具有统计学意义;相对于500mOsm高渗+DMSO组,500 mOsm高渗+JNK抑制剂组AQP5的蛋白表达量(p=0.008)和JNK的磷酸化水平(p=0.001)均明显降低,差异具有统计学意义。免疫荧光法检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组AQP5的蛋白表达量明显升高;相对于500 mOsm高渗+DMSO组,500 mOsm高渗+JNK抑制剂组AQP5的蛋白表达量明显降低。TUNEL法检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组(p<0.001) TUNEL法染色阳性细胞明显增多,差异具有统计学意义;相对于500 mOsm高渗+DMSO组,500 mOsm高渗+JNK抑制剂组(p=0.015)染色阳性细胞凋亡明显减少,差异具有统计学意义。  3.高渗刺激下转染siAQP5的人角膜上皮细胞炎症因子表达和凋亡情况变化  成功转染siAQP5干扰RNA后的HCECs中AQP5基因和蛋白表达均被明显抑制,对500 mOsm高渗刺激无明显反应。Real-time PCR检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组(p=0.007) AQP5的mRNA相对表达量明显升高,差异具有统计学意义;相对于500 mOsm高渗+siNC组,500 mOsm高渗+siAQP5转染组(p=0.010) AQP5的mRNA相对表达量明显下降,差异具有统计学意义。Western-blot法检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组(p=0.002) AQP5的蛋白表达量明显升高,差异具有统计学意义;相对于500mOsm高渗+siNC组,500 mOsm高渗+siAQP5转染组(p=0.016) AQP5的蛋白表达量明显下降,差异具有统计学意义。Real-time PCR检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组炎症因子IL-1β(p<0.001)、IL-6(p=0.004)、IL-8(p=0.001)、TNF-α(p<0.001)和凋亡因子caspase-1(p=0.004)的mRNA的相对表达量均明显升高,差异具有统计学意义;相对于500 mOsm高渗+阴性转染(siNC)组,500 mOsm高渗+siAQP5转染组炎症因子IL-1β(p<0.001)、IL-6(p=0.005)、IL-8(p=0.002)、TNF-α(p<0.001)和凋亡因子caspase-1(p=0.005)的mRNA的相对表达量均明显减少,差异具有统计学意义。TUNEL法检测结果显示:相对于Control组,500 mOsm高渗组(p<0.001) TUNEL法染色阳性细胞明显增多,差异具有统计学意义;相对于500 mOsm高渗+siNC组,500 mOsm高渗+siAQP5转染组(p<0.001)染色阳性细胞凋亡明显减少,差异具有统计学意义。  结论:  1.高渗刺激下的人角膜上皮细胞干眼模型,JNK的磷酸化和AQP5的表达均明显升高,同时细胞内炎症因子和凋亡因子也升高,促进细胞的炎症反应和凋亡,加速细胞损伤。  2.通过抑制JNK的磷酸化或者siRNA干扰AQP5,均可以下调AQP5的表达,同时减轻了炎症反应和细胞凋亡,对高渗引起的人角膜上皮细胞的损伤起保护作用,提示JNF/AQP5通路在此干眼模型中发挥了重要作用。
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