Delphinidin防护视网膜光化学损伤效应及分子机制研究

It has been considered increasingly that light pollution is a severe public health problem. Herein, it is very important to explore the preventive measure of retina photochemical damage (RPD). Our previous experiment has been demonstrated that black rice anthocyanidins (BRACs) has the protective effects on RPD. Furthmore, the preliminary experiment has discovered that, delphinidin, as a major functional active component, might maintain the tissue structural integrity of retina, down-regulates the mRNA and protein expression of Caspase-1 in RPD. Therefore, we furtherly suppose that delphinidin also has the protective effects on RPD via regulating the oxidative and anti-oxidative system, anti-apoptosis and anti-pyroptosis. Based on RPD model in vivo and in vitro, the present exprement firstly demonstrate the protective effects of delphinisin on RPD, and then investigate the underlying molecular mechanism via anti-oxidative, anti-AP-1/NF-κB/Caspase-3 apoptosis signal pathway and anti-NLRP3/Caspase-1/IL-1β/IL-18 pyroptosis signal pathway. The results not only will abundant the pathomechanism of RPD from aopotosis to pyroptosis, but also will confirm the anti-pyroptosis new biological function of delphinidin, thus provide available preventive measure of light pollution.

光污染日益成为较为严重的公共卫生问题，探讨视网膜光化学损伤（RPD）的预防措施尤为重要。前期研究证实，黑米皮花青素提取物（BRACs）对RPD能产生一定的防护效应。预实验发现，花青素的主要活性成分Delphinidin能维持RPD视网膜组织结构完整性，降低焦亡标志物Caspase-1表达。因而推测，Delphinidin能通过调节氧化-抗氧化系统、抗凋亡、抗焦亡途径对RPD产生防护效应。本项目利用体内体外RPD模型，首先证实Delphinidin对RPD的防护效应，然后探讨Delphinidin通过调节氧化-抗氧化系统、抗AP-1/NF-κB/Caspase-3凋亡通路、抗NLRP3/Caspase-1/IL-1β/IL-18焦亡通路防护RPD的分子机制。研究结果不但丰富从凋亡到焦亡的RPD病理机制，而且证实Delphinidin具有抗焦亡作用新的生物学功能，为光污染提供有效预防措施。

本项目研究了花青素主要活性单体Delphinidin对视网膜光化学损伤（RPD）的防护效应及机制。项目通过动物实验及体外研究，在动物、细胞、分子水平上证实了Delphinidin对光化学损伤的视网膜感光细胞具有保护作用。Delphinidin可通过调节氧化-抗氧化系统、抗AP-1/NF-κB/Caspase-3凋亡通路、抗NLR P3/Caspase-1/IL-1β/IL-18焦亡通路共同防护RPD。. 本项目研究过程中，首先利用SD大鼠和661W细胞分别建立起体内与体外RPD模型，并分别筛选Delphinidin的最佳干预浓度并对模型进行干预，结果证实Delphinidin能维持视网膜形态学结构及超微结构，减轻光损伤导致的结构紊乱，Delphinidin能降低光损伤视网膜细胞死亡率及凋亡率。. 之后，通过检测抗氧化酶SOD、GSH-Px、GST、视网膜MDA含量等实验，体内体外均证实Delphinidin可通过调节视网膜细胞氧化-抗氧化系统（SOD、GSH-Px、GST）防护RPD。此外，课题组基于研究过程中的发现，开展了体外模型中Delphinidin抗氧化调节线粒体凋亡途径的研究，明晰了RPD损伤后期伴随凋亡同时，产生细胞焦亡新的死亡形式。. 最后，通过电镜观察、免疫荧光、免疫印迹等试验，进一步证实了Delphinidin是通过抗AP-1/NF-κB/Caspase-3凋亡通路、抗NLRP3/ Caspase-1/IL-1β/IL-18焦亡通路有效防护RPD。. 本项目按计划完成了预期研究目标。研究期间，项目组成员在国内外期刊共发表论文29篇，其中SCI收录11篇。项目负责人以通讯作者发表论文16篇，其中SCI 8篇，中文核心期刊5篇。既非第一作者又非通讯作者论文6篇。会议交流论文8篇。获批新型实用专利1项（一种多功能细胞光照实验装置，201820939405.1）。培养研究生3名。 . 该研究进一步解释日常膳食中富含花青素类食物对RPD的防护效应和机制，将人们对RPD的认识从凋亡过渡到焦亡，不但丰富了RPD病理机制内容，也为RPD防护可提供焦亡这一新的作用靶点，从植物化学物质的角度为RPD提供新的预防措施。