发光二极管照射对糖尿病视网膜病变的光生物调节作用实验研究

Present study suggests that long-term high blood sugar leads to apoptosis of vascular endothelial cell dysfunction and retinal neurons, degenerative changes in the pathogenesis of diabetic retinopathy. Seeking a therapeutic target for the damaged endothelial cells and retinal neurons to restore its biological function will be the focus of future research. Photobiomodulation (PBM) for diabetic retinopathy may repair, but there is no such study areas. This topic mimic in vivo high glucose cultured vascular endothelial cells and retinal neurons, observed changes in apoptosis and intracellular Ca2 + concentration, and then use the low intensity of the light irradiated cells play a PBM. Explore the best parameters of light, and then animal experiments, observe whether there PBM light irradiation on retinal vascular endothelial cells and neuronal cells.

目前研究认为糖尿病视网膜病变的发病机制与长期的高血糖导致血管内皮细胞功能障碍以及视网膜神经元的凋亡、退行性改变有关。寻求一个治疗靶点使受损的血管内皮细胞及视网膜神经元恢复其生物功能将成为今后研究的重点。光生物调节作用（PBM）对糖尿病视网膜病变可能有修复作用，但目前无此方面的研究报告。本课题模拟体内高糖环境体外培养血管内皮细胞及视网膜神经元细胞，观察细胞凋亡及细胞内Ca2+浓度的变化，然后低强度光对细胞进行照射发挥PBM。探索出最佳的光照的参数，然后进行动物实验，观察光照射对视网膜血管内皮细胞及神经元细胞的是否有光生物调节作用。

【项目的背景】近些年来随着生物医学光子学的发展，光生物调节作用越来越受到重视。只要低强度单色光的参数选择合理，可以实现细胞康复作用。糖尿病视网膜病变的主要发病机理可能与长期的高血糖导致血管内皮细胞功能障碍以及视网膜神经元的凋亡、退行性改变有关。寻求一个治疗靶点使受损的血管内皮细胞及视网膜神经元恢复其生物功能，视网膜生理功能重建将成为今后研究的重点。.【研究内容】1.模拟体内高糖环境体外培养血管内皮细胞及视网膜神经元细胞，通过激光扫描共聚焦显微镜观察细胞凋亡及细胞内Ca2+浓度的变化，然后用LILT对细胞进行照射发挥其PBM。同样检测照射后细胞凋亡及细胞内Ca2+浓度的变化，探索出最佳的LI的参数，实现LED对血管内皮细胞及视网膜神经元细胞功能修复。2.动物实验，Wistar大鼠糖尿病视网膜病变造模，视觉电生理检测造模验证。用最佳参数的LILT对Wistar大鼠进行照射发挥其PBM。用视觉电生理检测及激光扫描共聚焦显微镜验证LED照射对视网膜血管内皮细胞及神经元细胞的光生物调节作用。.【重要结果】.1.25 mmol/L 葡萄糖干预48h视网膜血管内皮细胞及视网膜神经细胞可做为模拟体内早期糖尿病视网膜血管内皮细胞病变的细胞模型。.2.高糖环境抑制抗凋亡的PI3K/AKT通路活性并影响视网膜血管内皮细胞及视网膜神经细胞钙稳态，导致细胞凋亡。.3.低强度LED光照射可激活PI3K/AKT通路，降低高糖引起的视网膜血管内皮细胞及视网膜神经细胞凋亡率。.4.低强度LED光照射能逆转糖尿病视网膜病变大鼠视觉电生理异常，对糖尿病视网膜病变大鼠视网膜早期病变具有保护作用。