糖尿病性视网膜病变中解偶联蛋白-2差异表达的功能学研究

糖尿病性视网膜病变(DR)的发生和发展除与糖尿病的病程、血糖控制的情况有关外，还受遗传因素影响，个体基因多态性导致了疾病的个体差异。最近研究发现线粒体活性氧增高导致视网膜组织损伤。我们课题组进而发现反义解偶联蛋白-2（UCP2）虽然增加视网膜细胞线粒体活性氧，而基因过表达UCP2，线粒体活性氧则会被抑制。申请人在相关国家课题中收集到15个糖尿病家族样本，留取807例外周血DNA，初步发现UCP2启动子区rs659366及编码区2个位点基因多态性在糖尿病性视网膜病变的发生及严重程度上有统计学差异。本研究将针对这些位点设计具有不同核苷酸的UCP2基因序列，进行体外细胞学研究，观察不同基因序列对线粒体增殖、形态、呼吸功能和膜电位的影响；及进行体内研究，观察对神经细胞凋亡、血-视网膜屏障的影响。探索并明确对DR发生发展有影响的UCP2序列具有潜在的临床应用价值，为开发有治疗前景的药物提供理论依据。

中国的糖尿病患者人数居世界第二位，约2千万人。最近研究表明，糖尿病患者中糖尿病性视网膜病变（Diabetic retinopathy，DR）的患病率已经高达27.04%。除了血糖和血压控制，目前尚没有其他干预措施被认为可以减少其发生和发展。迫切需要研究能够预防DR发生发展的新的药物。最近DR统一机制研究发现线粒体在病变发生发展中起到核心作用。过量的ROS是一个启动引起糖尿病并发症的发病机制。然而, UCP-2可以通过抑制过量的线粒体ROS的产生，从而保护视网膜血管内皮细胞免受损伤。然而相关的保护机制还不完全清楚。本研究发现基因过表达解偶联蛋白-2（UCP-2）可以降低线粒体膜电位，减少线粒体活性氧(ROS)生成。本研究对糖尿病家族中的患者进行UCP-2全基因学研究，寻找到有统计学阳性意义的2个多态性位点(rs660339和rs659366)。结果发现，UCP2 rs660339基因位点上的风险等位基因“C”在中国人口中与糖尿病密切相关。DM患者和对照组之间有显著统计学差异 (P = 0.0016)。rs659366基因位点的“G“等位基因与PDR密切相关。”C-A”单体型更频繁地出现在DM患者(16% vs 7%),说明它是危险因素。为明确这些位点对DR的发生发展有影响意义，本研究制备了携带不同UCP-2基因序列的病毒复合物，进行体外实验，结果表明, UCP-2可以促进细胞增殖和抑制HG诱发的凋亡，可能是通过上调caspase-3和细胞色素c，并下调Bcl-2。这可能为UCP-2的应用提供实验证据，作为一种新的保护性因素，可以用于治疗糖尿病并发症,如DR。本研究组还进行了糖尿病鼠体内试验，检测不同UCP-2表达引起的神经细胞凋亡和功能学变化，统计分析UCP-2基因差异对DR发生发展的影响。在临床实验部分，本研究发现UCP-2通路上的ACEI类药物卡托普利有改善或延缓DR发展的作用，可用于2 型糖尿病患者早期视网膜病变的治疗。经过规范卡托普利治疗的轻、中度非增殖期2型DR患者，其视网膜病变和黄斑水肿都可以得到有效控制。本研究顺利完成预期目标，发表SCI收录论文4篇。培养博士研究生3人。项目组成员参加国际及国内会议2次。课题负责人赴美国迈阿密大学培训1年，并入选“上海市青年医师培养资助计划”人才项目。