左旋肉碱的高渗细胞保护作用及其治疗干眼的机制研究

泪液高渗压被认为是干眼发病的核心环节，是引起眼表不适、免疫性炎症和细胞凋亡的主要原因。体外实验已证明渗透压保护剂-左旋肉碱具有使角膜上皮细胞免受高渗应激的保护作用，但确切机制研究尚不深入。本研究通过体外高渗培养人角膜上皮细胞，评估线粒体活性、细胞增殖力、凋亡及TH17诱导因子IL-1β,IL-6等的表达，深入研究左旋肉碱高渗环境下对人角膜上皮细胞保护作用及机制；进而通过高渗环境下小鼠眼表组织、树突状细胞、CD4+ T细胞共培养模型，探讨左旋肉碱对TH17细胞体外分化诱导的影响；并创建单纯环境因素诱导的干眼模型，验证左旋肉碱对干眼鼠模型的治疗和预防作用，探讨活体下左旋肉碱稳定角膜屏障功能，抑制炎症和凋亡以及阻止TH17细胞分化的作用，全面揭示左旋肉碱预防和治疗干眼的作用机制。为干眼的特异性治疗提供新的思路。

现在人们普遍认为泪液高渗压是引起干眼的主要原因，而渗透压保护剂-左旋肉碱具有使角膜上皮细胞免受高渗应激的保护作用，本研究从以下几方面来研究其作用机制。. 通过建立蒸发过强型的干眼鼠模型，并用左旋肉碱点眼，以未点药组和磷酸盐缓冲液组为对照，评估干眼的严重程度、角膜上皮细胞凋亡数、结膜细胞中TH17诱导因子和炎症因子（TNF-α, IL-17, IL-6 or IL-1β）的表达，我们还设立另两种渗透压保护剂赤丁四醇和甜菜碱来比较它们对干眼的作用效果。结果表明左旋肉碱可以降低蒸发过强型的干眼鼠模型眼表的TH17诱导因子和炎症因子（IL-1β, IL-6，TNF-α）的表达，从而减轻眼表的炎症反应，其作用与赤丁四醇和甜菜碱相似。这说明左旋肉碱可通过减少眼表上皮细胞的凋亡和眼表炎症来改善干眼，起到对蒸发过强型的干眼鼠的预防和治疗作用。我们还对海藻糖对干眼模型鼠的治疗作用进行了评价，结果表明海藻糖可以完全抑制干眼鼠模型的眼表炎症和热休克蛋白70及基质金属蛋白酶9的表达并减轻眼表细胞的角化。. 左旋肉碱虽是高渗保护剂，但其同时具有抗氧化损伤和抗炎症的作用。左旋肉碱可能在三方面都作用于干眼发病的相应环节，所以我们检测了在不同高渗浓度刺激下角膜上皮细胞炎症受体NLRP3、ASC、Caspase-1、ROS、NAC、 IL-1β 和IL-18 的表达变化。结果表明细胞NLRP3、ASC 、Caspase-1、ROS及IL-18的表达均上调，IL-18表达下降，这说明高渗环境下，角膜上皮细胞NLRP3炎症小体被激活，并刺激炎症因子的活化，从而激化进一步的炎症反应。. 我们还以高渗刺激下的人角膜上皮细胞株（HCECs）为对象，研究ROS、胞内受体NLRP3及炎症因子IL-1β在ROS-NLRP3-IL-1β信号通路中的各自地位和作用。结果表明高渗刺激的HCECs，首先使ROS的生成迅速增多，ROS再激活NLRP3炎症小体使其分泌过量的活性IL-1β，这个过程中ROS、NLRP3和IL-1β存在有序性信号传导，提示ROS-NLRP3-IL-1β信号通路对启动干眼炎症反应的重要启动作用。