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糖尿病视网膜病变(diabetic rdetinopathy,DR)是目前危害中老年人视力的最主要的致盲眼病之一,在糖尿病人群中DR发病率高达50%,其发病机制复杂。糖尿病慢性并发症统一机制学说认为,高糖引起细胞内线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生增加,导致DNA双链断裂,使DNA修复酶聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly adenosine diphosphate ribose polymerase,PARP)激活,通过3-磷酸甘油醛脱氢酶触发信号级联放大,引起多元醇途经激活,非酶糖基化终产物形成增加,蛋白激酶C和NF-κB活性增强以及氨基己糖途径激活等。因此,抑制线粒体ROS生成是DR防治研究的重点,本课题组前期研究表明,牛视网膜血管内皮细胞(bovine retinal endothelial cell,BREC)过表达解偶联蛋白2(uncoupling protein 2,UCP-2)可抑制高糖诱导的ROS的生成,然而,高糖环境下,UCP-2蛋白水平后期下调与泛素-蛋白酶体通路(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)激活。我们设想 UPP 激活后,一方面参与UCP-2蛋白的降解,导致ROS生成增加,PARP过表达,促进BREC凋亡;另一方面参与NF-κB抑制因子IκB的降解,释放出活化状态的NF-κB,其下游炎症因子ICAM-1、IL-6、iNOS、TNF-α等表达上调,造成周围组织损伤。本研究首先分别取增生性糖尿病视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy,PDR)患者和无糖尿病的特发性视网膜前膜病(idiopathic epiretinal membrane,ERM)变患者的血清、玻璃体、视网膜纤维增殖膜和房水,研究其UPP 中泛素(ubiquitin,Ub)、26S 蛋白酶体(26S proteasome,26S)、泛素蛋白连接酶(E3 ubiquitin ligase,E3)表达的差异,发现PDR患者眼内和血清内的UPP表达水平高于ERM患者;然后本研究取BRECs经原代培养和传代后,用高糖刺激,研究高糖状态下UPP上调的机制,发现高糖促进BRECs的ROS的生成、线粒体膜电位降低和促进BRECs凋亡、UPP表达的上调、NF-κB上调;然后利用shRNA技术对BRECs进行泛素基因沉默,或加入UPP抑制剂MG132,发现高糖引起的上述一系列效果被抑制;最后,本课题使用STZ腹腔注射构建大鼠糖尿病模型,建模成功后给予MG132,研究UPP在DR发病中的作用及其对ROS和NF-κB通路的影响,发现MG132可抑制糖尿病大鼠视网膜的UPP、ROS及NF-κB通路的过度表达,抑制其视网膜细胞的凋亡。综上所述,本研究证实:高糖导致视网膜细胞ROS生成增加,ROS生成增加一方面促进细胞线粒体膜电位下降,进而促进细胞凋亡;另一方面促进UPP上调,UPP上调促进UCP-2的降解,反馈调节ROS生成增加;UPP上调还促进IκB的降解,导致NF—κB上调,促进下游的炎症因子表达增加,导致视网膜组织损伤。UPP抑制剂可以抑制因高糖诱导的UPP上调,有防治DR的潜力。UPP参与DR的发病进程,其上调可以促进DR病程加重,由此UPP可作为DR防治的重要靶点。