二甲双胍对过氧化氢诱导的衰老晶状体上皮细胞AMPK通路激活和自噬流量的作用机制研究

Cataract is the leading cause of blindness worldwide. Surgery is the best treatment, however, medicine treatment is uncertain. Metformin , activator of AMPK, has been characterized, and its potential for the treatment of metabolic, neurodegenerative and other aging-related diseases is well recongnized. We found that apoptosis decreased significantly with H2O2-induced lens epithelial cell senescence by flow cytometry and TUNEL technique previously. The results suggested that metformin prevented H2O2-induced lens epithelial cell senescence against apoptosis . But the mechanism was not clear. The folling experiment will be conducted :（1）conforming the effects of AMPK activation on lens epithelia了cell senescence.（2）Monitoring the effects of AMPK on autophagic flux and lysosomal function. We will study the mechanism of underlying AMPK activation effecs of metformin on H2O2-induced lens epithelial cell senescence, in order to delay age-related cataract , and provide theoretical foundation of treatment.

年龄相关性白内障是世界上主要致盲的眼病，由于药物治疗疗效不确定，手术是目前最有效的治疗方法。二甲双胍作为AMPK的激活剂，在代谢性疾病、神经退化性疾病以及其他年龄相关性病变的治疗中表现出潜力。申请者在前期研究中，对体外培养的人晶状体细胞进行过氧化氢处理诱导凋亡，利用流式细胞技术和TUNEL法，发现二甲双胍在过氧化氢处理后的晶状体细胞中凋亡率明显降低，说明二甲双胍对过氧化氢诱导的晶状体细胞凋亡有保护作用。但具体的机制尚不清楚，所以申请者拟对人晶状体细胞在过氧化氢诱导下的衰老细胞进行研究, 试图解释：1.二甲双胍是否对过氧化氢诱导的晶状体细胞的AMPK通路有影响；2.二甲双胍是否可以激活AMPK通路恢复衰老晶状体细胞的自噬通量和溶酶体功能。以此探讨二甲双胍对过氧化氢诱导的衰老晶状体细胞的作用及其机制, 为将来延缓年龄相关性白内障提供理论依据。

二甲双胍作为AMPK的激活剂，在代谢性疾病、神经退化性疾病以及其他年龄相关性病变的治疗中表现出潜力。申请者在前期研究中，对体外培养的人晶状体细胞进行H2O2处理诱导凋亡，利用流式细胞技术和TUNEL法，发现二甲双胍在H2O2处理后的晶状体细胞中凋亡率明显降低，说明二甲双胍对过氧化氢诱导的晶状体细胞凋亡有保护作用。但具体的机制尚不清楚，因此我们对衰老晶状体细胞进行研究, 试图解释：二甲双胍是否对H2O2诱导的晶状体细胞的AMPK通路有影响；二甲双胍是否可以激活AMPK通路恢复衰老晶状体细胞的自噬通量和溶酶体功能；二甲双胍是否可以延缓白内障的发生。. 研究结果显示，H2O2处理的HLE-B3 细胞AMPK 活性下降，β-半乳糖苷酶衰老染色结果显示二甲双胍抑制了H2O2诱导的HLE-B3 细胞衰老,衰老相关蛋白及衰老相关基因也发生了相应的表达改变，证实二甲双胍抑制了H2O2诱导的晶状体上皮细胞衰老。AMPK 抑制剂Compound C削弱了二甲双胍对晶状体上皮细胞衰老的保护。结果证实二甲双胍通过激活AMPK 抑制了H2O2诱导的HLE-B3 细胞衰老。在体内实验中，与自然衰老组晶状体上皮细胞相比，二甲双胍干预组小鼠晶状体上皮细胞密度增加，细胞形态相对圆润。IHC染色显示衰老标志性基因P21、P53表达显著下调，AMPK通路关键基因p-AMPK、p-ACC上调，自噬标志性基因P62、LC3-II/I的表达下降。Western Blot结果显示，晶状体上皮组织中衰老标志性基因P21、P53表达下调，AMPK通路关键基因p-AMPK、p-ACC上升，自噬标志性基因P62、LC3-II/I的表达下降。. 研究表明二甲双胍可通过激活AMPK通路恢复自噬通量延缓晶状体上皮细胞衰老，揭示二甲双胍对衰老晶状体细胞的作用及其机制, 为其延缓年龄相关性白内障提供理论依据。