糖基化终末产物在糖尿病性角膜上皮病变中的作用及其机制研究

Diabetic epithelial keratopathy is one of the most common complications of diabetes. AGEs (advanced glycation end products) greatly accumulate at the corneal epithelium and basement membrane of diabetic. So far, the relation of AGEs and diabetic epithelial keratopathy remain poorly understood. Our previous results suggest that AGEs play an important role in delayed corneal epithelial wound healing, but its mechanism remains to be further explored. We propose the hypothesis: AGEs may binding to the receptors RAGE induce oxidative stress, leading to diabetic epithelial keratopathy. To test this hypothesis, we will adopt the corneal epithelial cells and diabetic rat model, using real time PCR, Western blot, flow cytometry and other means, from the molecular, cellular and whole animal level to explore the role of AGEs in diabetic epithelial keratopathy, identifying the mechanisms of AGEs induced oxidative stress on corneal epithelial cell proliferation, migration and apoptosis. This study will reveal the mechanism of diabetic epithelial keratopathy from a new point of AGEs, and provide a new idea for effective prevention.

糖尿病性角膜上皮病变是糖尿病常见的并发症之一。糖基化终末产物（advanced glycation end products, AGEs）在糖尿病患者角膜上皮及基底膜中大量蓄积。迄今对AGEs与糖尿病性角膜上皮病变的关系仍知之甚少。我们的预实验结果提示AGEs在角膜上皮创伤愈合延迟中起重要作用，但其作用机制还有待进一步探讨。为此，我们提出假说：AGEs可能通过诱导氧化应激，导致糖尿病性角膜上皮病变。为了验证这一假说，我们将通过角膜上皮细胞和糖尿病大鼠模型，采用real time PCR、Western blot、流式细胞等手段，从分子、细胞以及动物整体水平探讨AGEs在糖尿病性角膜上皮病变中的重要作用，明确AGEs通过诱导氧化应激对角膜上皮细胞增殖、迁移和凋亡的调控机制。本研究将从AGEs这个新视点为揭示糖尿病性角膜上皮病变的发生机制奠定基础，为糖尿病性角膜上皮病变的防治提供新的思路。

糖尿病性角膜上皮病变是糖尿病常见的并发症之一。糖尿病患者在角膜外伤或接受角膜手术时极易出现角膜上皮愈合延迟甚至不愈，持续性角膜上皮损失、反复性角膜上皮糜烂、继发严重角膜感染甚至失明。糖基化终末产物（advanced glycation end products, AGEs）在糖尿病患者角膜上皮及基底膜中大量蓄积。我们前期研究提示AGEs在角膜上皮创伤愈合延迟中发挥重要作用，但其作用机制尚不明确。本课题探讨了AGEs在糖尿病性角膜上皮病变中的重要作用，明确AGEs通过与其受体RAGE结合，诱导氧化应激对角膜上皮细胞增殖、迁移和凋亡的调控机制。体外研究发现：AGEs显著抑制角膜上皮细胞的增殖、迁移，AGEs作用角膜上皮细胞明显抑制增殖相关基因PCNA、迁移相关基因FAK的表达，应用anti-RAGE中和抗体和抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine, NAC）分别抑制RAGE和活性氧（reactive oxygen species, ROS）后，可改善AGEs对PCNA、FAK表达的抑制作用，显著促进角膜上皮细胞的增殖、迁移。动物实验发现：与正常大鼠相比，糖尿病大鼠角膜上皮创伤愈合显著延迟。糖尿病大鼠角膜上皮细胞凋亡显著增加，角膜上皮中RAGE、ROS、Bax的表达增高，PCNA、FAK、Bcl-2的表达降低。利用大鼠结膜下注射氨基胍、anti-RAGE 中和抗体及NAC分别抑制AGEs、RAGE和ROS后，增加了PCNA、FAK、Bcl-2表达，降低了Bax表达，减少了角膜上皮细胞凋亡，显著促进糖尿病大鼠角膜上皮创伤愈合。提示AGEs通过与受体RAGE结合，合成大量ROS，诱导氧化应激，抑制细胞增殖、迁移能力，诱导细胞凋亡，进而延迟角膜上皮创伤愈合过程。本课题的研究阐明了AGEs在糖尿病性角膜上皮病变中的作用及机理，为探讨糖尿病性角膜上皮病变的发病机理提供全新的思路，为糖尿病性角膜上皮病变的有效防治提供新靶点。