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.2006年7月25日;103(30):11300-5.
doi:10.1073/pnas.0604056103。 Epub 2006年7月18日。

抗氧化剂减少色素性视网膜炎模型的锥细胞死亡

附属公司

抗氧化剂减少色素性视网膜炎模型的锥细胞死亡

小美惠一等。 美国国家科学院程序. .

摘要

视网膜色素变性(RP)是一组由大量突变引起的疾病的标签,这些突变导致视杆感光细胞死亡,随后视锥细胞逐渐死亡。锥细胞死亡的机制尚不明确。杆状体是视网膜氧利用的主要来源,当杆状体死亡后,视网膜外侧的氧含量增加。在本研究中,我们使用RP的rd1小鼠模型来验证锥体死于氧化损伤的假设。选择了一种抗氧化剂混合物,以尽量避免外源性补充剂造成的氧化损伤;α-生育酚(200 mg/kg)、抗坏血酸(250 mg/kg)、四(4-苯甲酸)卟啉锰(III)(10 mg/kg)和α-硫辛酸(100 mg/kg)。在出生后第18天(P)和第35天期间,每天给小鼠注射混合物或单独注射每种成分。在P18和P35之间,rd1小鼠视网膜中氧化损伤的两种生物标志物,即通过ELISA和丙烯醛免疫组织化学染色测量的羰基加合物增加。抗氧化物处理的rd1小鼠P35处剩余锥体中丙烯醛的染色被消除,证实该处理显著减少了锥体的氧化损伤;伴随着视锥细胞密度增加2倍,中波长视锥蛋白mRNA增加50%。抗氧化剂也能根据明视视网膜电图对视锥功能进行一定程度的保护。这些数据支持这样一种假设,即RP中的视锥细胞死亡后,视锥细胞逐渐死亡是由于氧化损伤,抗氧化治疗可能会带来益处。

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利益冲突声明

利益冲突声明:未声明冲突。

数字

图1。
图1。
视网膜不同区域锥体细胞密度随时间的变化第1版C57BL/6基因背景的小鼠。在P21和P180之间的几个时间点,C57BL/6小鼠,无论是野生型还是纯合型第1版突变(n个=每个时间点各6个),锥体细胞密度量化为0.0529-mm2bins位于视神经中心上方、下方、颞部或鼻部1mm处,如图所示。每个点都显示了六只小鼠测量值的平均值(±SEM)。在野生型小鼠中,锥体细胞密度随时间变化没有差异,视网膜不同区域也没有差异。第1版在小鼠中,P21和P35之间的锥细胞密度迅速下降,然后在接下来的2个月内逐渐下降。在第91页仍然可以检测到锥体,但在第180页无法检测到。视网膜下部和鼻部的下降速度最大,视网膜上部的下降速度最小。
图2。
图2。
抗氧化剂混合物可防止视网膜进行性脂质过氧化第1版P18和P35之间的小鼠。第1版在第18天处死小鼠或分为两组,每天在第18和第35天注射含有四种抗氧化剂(α-生育酚、MnTBAP、抗坏血酸和α-硫辛酸)混合物的载体或载体。用一种能特异识别丙烯醛-蛋白质加合物(脂质过氧化的生物标记物)的抗体和一种二级FITC-标记抗体(第2列)、染色锥体的罗丹明结合PNA(第1列)和染色所有细胞核的Hoechst(第4列;为了节省空间,外层核层被标记为锥,但P18处仍有一些棒)。第2列中显示的所有切片同时进行染色,每组两只小鼠的结果相同。P18中丙烯醛有轻微染色第1版小鼠视网膜(第2列第2行),P35中增加第1版小鼠视网膜(第2列,第3行)。P18的锥体中未检测到丙烯醛染色,但P35的其余锥体(第2列和第3列,第3行)中有强染色,内核层(INL)染色增强。在P18和P35之间使用抗氧化剂处理导致第1版P35的小鼠视网膜(第2列第4行)。来自P35的车用视网膜锥体第1版小鼠在合并图像中呈黄色(第3列第3行),表明锥体氧化损伤,抗氧化剂处理的P35缺乏黄色染色第1版小鼠(第3列第4行)表明,抗氧化处理显著降低了锥体的氧化损伤。
图3。
图3。
抗氧化剂的混合物显著减少rd1小鼠视网膜中蛋白质上的羰基加合物。第1版在P18时处死小鼠或分为两组,每天在P18和P30之间注射含有四种抗氧化剂(α-生育酚、MnTBAP、抗坏血酸和α-硫辛酸)混合物的载体或载体。从每只小鼠的一只眼睛上解剖视网膜,通过ELISA(蛋白质氧化的定量测量)分析视网膜裂解物中的羰基加合物,如材料和方法条形图显示了五只小鼠的平均羰基含量(±SEM)(nmol/mg视网膜蛋白)。P18视网膜中羰基含量无显著差异第1版小鼠和视网膜第1版用P18和P21之间或P18和P30之间的溶媒治疗的小鼠。视网膜蛋白质上羰基加合物的数量第1版在P21和P30(*,P(P)< 0.02; ∗∗,P<0.0005由未配对学生测试)。
图4。
图4。
抗氧化剂可促进第1版老鼠。(A类)用PNA染色的视网膜切片或扁平支架显示P21野生型和第1版老鼠。用Hoechst对视网膜切片进行复染,显示细胞层,包括神经节细胞层(GCL)、内网状层(IPL)、内核层(INL)、外网状层和外核层(ONL)。视网膜内的视锥明显变平第1版与野生型小鼠相比,ONL减少为一层以锥细胞体为主的单层。野生型小鼠(第1列第3行)PNA染色视网膜共焦图像的3D重建显示正常的锥体IS第1版老鼠的圆锥体是扁平的,它们的排列有些紊乱(第2列第3行)。OS,外段。(B类)在第18页,第1版小鼠开始每天注射含有四种抗氧化剂(α-生育酚、MnTBAP、抗坏血酸和α-硫辛酸)混合物的载体或载体。在P21或P35处处死小鼠,一只眼睛用于视网膜平架,用PNA染色;另一个视网膜被解剖并用于实时RT-PCR(图5)。0.0529-mm锥体内节的共焦图像2显示视神经中心上方、下方、颞部或鼻部1mm的bins。在第21页,所有的图像看起来都非常相似,因此只显示了那些来自载体和抗氧化剂处理过的小鼠视网膜上部的图像。在P35时,与经车辆处理的小鼠相比,抗氧化剂处理的小鼠第1版小鼠视网膜四个区域的锥体密度均较高。(C类)四个0.0529-mm锥体密度的量化2每个视网膜的垃圾桶按照材料和方法。每个条形代表根据10只小鼠的测量结果计算的平均值(±SEM)。在P21时,溶媒和抗氧化剂处理的小鼠之间没有显著差异,但在P35时,抗氧化剂处理小鼠视网膜所有四个区域的锥体密度显著高于溶媒处理小鼠。*,P<1.0×10−6;**,P<1.0×10−11;**,P<1.0×10−12通过未配对学生t检验,确定与相应车辆控制的差异。
图5。
图5。
抗氧化剂减少视网膜中con-specific mRNA的丢失第1版老鼠。在第18页,第1版小鼠开始每天注射含有四种抗氧化剂(α-生育酚、MnTBAP、抗坏血酸和α-硫辛酸)混合物的载体或载体。在第21页处死小鼠(n个=每组10)或P35(n个=10(每组),用一只眼睛分离视网膜总RNA。使用针对-或秒-视锥蛋白mRNA。每个条代表从10只小鼠计算的平均值(±SEM),并归一化为P21的值第1版车辆组,设置为1.00。P21的值第1版抗氧化剂处理的小鼠在这两种mRNA方面与相应的P21载体组几乎相同。在第35页-抗氧化剂中的视锥蛋白mRNA显著高于经车辆处理的小鼠(*,P(P)<0.01(未成对学生)测试),但在秒-两组间视锥蛋白mRNA水平。
图6。
图6。
每天在P18和P35之间注射α-生育酚或α-硫辛酸可促进第1版老鼠。进行了四项独立实验,从第18页开始,第1版小鼠每天注射四种抗氧化剂中的一种(n个=10),并将四组中的每一组与其自身的车辆注射组进行比较(n个=每个10)。四种抗氧化剂为α-生育酚(橄榄油中200 mg/kg;A类),MnTBAP(PBS中为10 mg/kg;B类)抗坏血酸(PBS中250 mg/kg;C类)和α-硫辛酸(100 mg/kg,在含有30%乙醇的PBS中;D类). 在P35时,处死小鼠,将一只眼睛的视网膜扁平化并用PNA染色;锥体密度量化为0.0529-mm2使用共焦显微镜检查视神经中心上方、下方、颞部或鼻部1mm的bins材料和 方法。每个条形代表从10只小鼠获得的值计算得出的平均值(±SEM)。用α-生育酚治疗的小鼠在视网膜四个区域中的三个区域显示出明显较高的锥体密度(*,P(P)< 0.05; ∗∗,P(P)< 0.005; ∗∗∗,P(P)< 5.0 × 10−5由未成对学生的测试)。与平行运行的各自载体对照组相比,经MnTBAP或抗坏血酸处理的小鼠视网膜任何区域的锥体密度没有显著差异。与相应的载体对照小鼠(†,P(P)< 0.05; ††,P(P)<0.01,由未配对学生测试)。α-硫辛酸载体对照组的值低于其他三个载体对照组,这表明可能对含有30%乙醇的PBS载体有有害影响。
图7。
图7。
抗氧化剂可部分保护第1版老鼠。第1版小鼠每天在P18和P27之间注射含有四种抗氧化剂(α-生育酚、MnTBAP、抗坏血酸和α-硫辛酸)混合物的载体或载体。在第27页进行了视觉ERG,如材料和方法研究人员对治疗组进行了蒙面检查。抗氧化剂的典型波形如图所示(A类)和车辆组(B类)测量结果显示,未配对的Student’s测试。

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