DJ-1在早期糖尿病视网膜病变中的分子调控机制及意义

We have shown that reactive oxygen species (ROS) is a key initial factor in diabetic retinopathy and its metabolic memory phenomenon. Recent studies have shown that DJ-1 protein may play a very important role in oxidative stress of diabetic retinopathy. Based on our previous results and the latest research progress, we will continue to study the regulatory mechanism and signaling pathway of DJ-1 in the mitochondrial dysfunction-elicited ROS of DRP, and explore the effects of the overexpression of DJ-1 on early DRP. Now, we do not find the related reports in this field. The expected results of this project will help to clarify the mechanism of the pathogenesis of DRP and offer a new therapeutic target.

本课题组研究发现，活性氧(ROS)异常生成是糖尿病视网膜病变(DRP)及其代谢记忆现象发生的一个关键始动因子；最近发现，糖尿病状态下，ROS产生可能受到DJ-1的调控。本项目将以前期研究结果为基础，结合国内外最新进展，通过体内外实验阐明DJ-1通过PTEN/PI3K/Akt及其下游信号调节通路在高糖或糖尿病状态下，视网膜血管细胞线粒体功能、氧化应激、细胞凋亡、炎症因子及血管损伤中的作用及机制；并以DJ-1为干预靶点，通过过表达DJ-1进行体内外干预以观察其在早期DRP中的防治效果。目前这些研究在国内外尚属空白，预期研究成果将有助于人们对DRP发病机理的认识，为寻找有效防治DRP的新药物提供理论依据，具有十分重要的意义。

ROS调控异常是糖尿病视网膜病变(DRP)发生、发展的主要原因。前期研究发现，糖尿病状态下，ROS 产生可能受到DJ-1的调控。本项目在此基础上主要进行了如下实验：.1）高糖下，DJ-1对培养的视网膜毛细血管周细胞(RPs)凋亡的调控作用，分别检测了DJ-1通过PI3K/AktmTOR及Nrf2信号通路调控RPs凋亡及凋亡相关因子的表达。.2）高糖下，DJ-1对BRPs中ROS产生，线粒体功能以及抗氧化物酶的调控机制。.3）建立了STZ诱导以及DJ-1敲除大鼠DRP模型，研究DJ-1高表达慢病毒载体玻璃体腔注射对早期DRP中视网膜血管渗漏，无细胞性毛细血管形成，周细胞凋亡，ROS产生，线粒体功能等的保护作用及其相应的PI3K/AktmTOR及Nrf2信号通路。.研究发现：.1）高糖下，大鼠RPs中DJ-1表达下调，细胞凋亡增加，凋亡调节基因p-P53，活化的caspase-3，BAX蛋白及ROS水平增加，线粒体膜电位、p-Akt、p-mTOR、Bcl-2表达降低，Bcl-2/BAX比例、MnSOD及CAT活性下降，DJ-1沉默能进一步加剧上述结果异常。.2）质粒pcDNA3.1-myc-DJ-1能有效促进RPs中DJ-1、p-Akt、p-mTOR表达，降低p-P53、活化caspase-3等表达及ROS水平，提高线粒体膜电位、MnSOD和CAT活性、Bcl-2/BAX比例等，从而降低BPs凋亡。.3）高糖下，沉默Nrf2能促进Bcl-2/BAX比例下降，ROS生成增多，SOD、MnSOD、CAT、HO-1、NQO1、GCLC及GCLM等蛋白表达降低；加速RPs凋亡，抑制DJ-1过表达的保护作用。.4）DJ-1敲除大鼠糖尿病模型中视网膜微血管病变、周细胞凋亡加剧，而玻璃体腔注射高表达DJ-1慢病毒载体能提高视网膜中MnSOD及CAT含量，降低ROS产生，抑制视网膜毛细血管渗漏、周细胞凋亡、无细胞性毛细血管形成。. 本项目研究结果表明，DJ-1表达下降是导致早期DRP中氧自由基失衡，线粒体功能不良、抗氧化物酶活性下降的重要因素之一，可能是早期预防及治疗DRP的新靶点。DJ-1主要通过PI3K/Akt/mTOR及Nrf2/ARE/HO-1信号通路调控线粒体功能、氧自由基产生及抗氧化物酶活性，从而调控DRP中的视网膜微血管病变。