高钙及氧化应激时衰老标记蛋白30对人晶状体上皮细胞株SRA01/04的保护作用

Senecense marker protein 30 (SMP30) is one kind of intracellular calcium signal transduction pathway regulating protein which decreases with age in liver and kidney tissue.The pathogenesis of cataract is closely related to calcium disorders and oxidative stress. A recent report confirm that SMP30 gene knockout mice was susceptible to suffer cataract. Our preliminary experiments confirmed that SMP30 expressed in human lens epithelial cells (LECs) line SRA01/04, and the expression of SMP30 in cataract LECs was obviously higher than that in normal human lens, but the expression of senile cataract is lower than other age cataract. On the basis of this result, we propose this hypothesis: SMP30 could delay the occurrence and development of the cataract through regulating the proliferation and activity of LECs, resistant to apoptosis, antioxidant and stable Ca2+ level to anti-senescence during calcium disorder and oxidative stress environment. In order to confirm this hypothesis, we will cultivate human LECs cell lines, and establish senescent type, SMP30 high expression type and silent type LECs cell lines. Then, all kinds of index will be detected in protein and gene level under normal, high dose calcium and oxidative stress environment, using WB and RT - PCR etc experimental method and technology. Through this study can improve out knowledge about the biological function of SMP30, probe the protection role of SMP30 in the occurrence and development of cataract, and provide a new clue to explore the happening and development mechanism of cataract.

衰老标记蛋白30（SMP30）是一种细胞内钙信号转导途径调节蛋白，在肝肾组织中含量随年龄增加而减少。白内障的发病与钙紊乱及氧化应激密切相关。近期文献报道SMP30基因敲除鼠更易患白内障。本课题组已证实SMP30在人晶状体上皮细胞（LECs）株SRA01/04中表达，在白内障中表达明显高于正常，老年人白内障中表达明显低于其它年龄段。据此提出假说：在高钙及氧化应激时，SMP30通过调节细胞增殖及活性、抗凋亡及抗氧化，稳定Ca离子水平以抗衰老，从而延缓白内障发生与发展。为验证这一假说，我们将通过建立衰老型、SMP30高表达型及沉默型SRA01/04，在正常及上述两种状态下，用WB、RT-PCR等试验方法，从蛋白质及基因水平上检测各种相关指标的变化，从SMP30变化对LECs生物学功能的影响这一角度，探讨其在衰老、高钙及氧化应激反应过程中对LECs的保护作用，为探索白内障发生及发展机制提供新线索。

白内障是世界上的首位致盲眼病，其发病机制目前尚未完全揭示。研究表明，大多数类型的白内障均与人晶状体上皮细胞（Human lens epithelial cell,HLEC）凋亡、钙紊乱及氧化损伤有关。衰老标记蛋白-30（senescence marker protein-30，SMP30）是一类新型的衰老标记蛋白及钙结合蛋白，在前期研究中，我们发现SMP30在HLEC及SRA01/04中均有表达，且在白内障LEC中表达明显高于透明LEC。本实验通过H2O2培养建立HLEC SRA01/04衰老及急慢性氧化应激模型，同时以慢病毒转染技术使SRA01/04中SMP30过表达或沉默，观察在钙紊乱及氧化应激反应下正常及转染细胞中细胞生物学（细胞形态、生长曲线、增殖活力、细胞凋亡、细胞周期等）、β-半乳糖苷酶、Ca2+ -ATP通道蛋白、谷胱甘肽、SOD活性及Caspase-3等指标的改变，并探讨SMP30对人LEC生物学功能的可能调控作用。本研究发现（1）SMP30表达于人LEC及SRA01/04中，主要在细胞浆，胞核少量表达，SMP30在白内障患者LEC的表达较正常人高，同时，我们发现在＞60岁的白内障患者LEC中的表达明显低于其它年龄段白内障，提示SMP30在白内障患者LEC的表达量具有年龄相关性，SMP30的改变可能是晶体发生损伤的标志之一。（2）SMP30在H2O2建立的SRA01/04急性氧化应激模型下表达上调，在慢性氧化应激模型诱导的衰老下表达下调，提示SMP30参与人晶状体上皮细胞的急慢性氧化应激过程。（3）SRA01/04细胞内Ca２＋浓度处于动态平衡，高Ca２＋浓度诱导的钙紊乱状态抑制晶状体上皮细胞活力，并加剧细胞内氧化应激损伤，导致细胞死亡，提示或可通过钙离子调控机制研究SMP30在人LEC中的保护机制。（4）在正常培养、高钙及氧化应激状态下，SMP-30对SRA01/04可产生保护作用，并与其表达量呈正相关。同时，本研究认为，SRA01/04在受到损伤时，SMP-30可发挥出相对于正常培养条件更强的钙调节、抗氧化和抗凋亡的保护作用。本研究不仅进一步认识SMP30在SRA01/04中的生物学功能，也为探讨该蛋白的变化在白内障发生发展中的作用提供更全面的认识。