水通道蛋白1极性高表达在糖尿病视网膜水肿中作用的研究

糖尿病视网膜水肿（DE）治疗重要而困难，深入研究机制才能找到突破。我们发现糖尿病视网膜星形胶质细胞（AC）出现水通道蛋白（AQP1）大量表达，缓解DE的药物抑制AQP1表达，提示AQP1在DE中起重要作用。视网膜水盐转运包括经血视网膜屏障（BRB）和细胞两种途径，本课题通过糖尿病大鼠模型和体外细胞培养体系，采用基因转染和沉默技术，研究如下问题：AQP1可能1）启动AC凋亡，造成AC数目下降和足突联系减弱，阻碍对视网膜内皮细胞间紧密连接的加强作用，破坏BRB；2）在AC呈极性分布，促进过量水盐积聚细胞间隙。3)K离子通道和VEGF在DE发生中有重要作用。AQP1的水盐转运调节作用可能与K离子通道的表达和极性分布相关。糖尿病状态AQP1高表达与极性分布加剧AC缺氧，产生大量VEGF。但VEGF不能影响AQP1表达。提示AQP1可能是调控VEGF的上游通路，调控AQP1是治疗DE的另一有利靶点。

本研究分动物在体研究和细胞离体研究2部分，在体研究部分我们以STZ腹腔注射糖尿病大鼠为研究对象，探讨ARB类药物是否干扰糖尿病视网膜胶质细胞上AQP1，4的表达与极性分布而干预糖尿病视网膜的病变。主要方法：WKY大鼠STZ腹腔注射制作Ⅰ型糖尿病模型，SHR大鼠作为高血压对照大鼠。大鼠共分为8组：单纯非糖尿病组（WKY大鼠与SHR大鼠），单纯糖尿病大鼠组（WKY大鼠与SHR大鼠），服用ARB组（WKY大鼠与SHR大鼠），和服用beta拮抗剂组（WKY大鼠与SHR大鼠），血糖，血压，体重在0，4，8周时测量，8周时取大鼠右眼视网膜做蛋白分析（Westernblot分析不同组GFAP,AQP1,4表达量的 变化），左眼视网膜做免疫组化分析不同组视网膜冰冻切片上AQP1,4,GFAP表达量与分布区域的变化。结果：高血压促进了糖尿病大鼠视网膜胶质细胞上 GFAP 与AQP4的表达，但对 AQP1 无影响. Valsartan和metoprolol 抑制了糖尿病SHR大鼠视网膜胶质细胞 GFAP, AQP1, 和 AQP4 的表达. Valsartan 抑制的糖尿病大鼠视网膜胶质细胞 GFAP 和 AQP1 的表达, 而 metoprolol无干预作用.结论：高血压恶化糖尿病视网膜病变的过程中，视网膜M¨uller细胞与星形胶质细胞的活化在其中起重要作用。水通道蛋白与胶质细胞积极参与了糖尿病视网膜病变时RAS系统的变化。糖尿病视网膜上AQP的活化会被高血压强化，这为糖尿病视网膜病变的治疗过程中应用ARB类药物提供了一定的依据。这部分成果发表于Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012; 53:3047–3053。离体研究部分主要借助病毒转染技术分别抑制AQP1，4或VEGF的表达，通过细胞在高糖环境培养或共培养状态，分析，AQP1，4和VEGF表达分泌之间的相互干预作用。我们发现，视网膜星形胶质细胞上AQP1的表达与高糖环境VEGF的分泌有相关性，而MULLER细胞上AP4的表达与高糖环境VEGF的分泌无相关性，2种胶质细胞上的AQP1与AQP4通路之间无相干性。该部分工作拟投稿Invest Ophthalmol Vis Sci。