衰老標記蛋白30在不同月齡大鼠晶狀體上皮細胞中的表達及其作用*

李思雨，王 潔，Mahamane Doby Djibril，謝子康，左慧懿，唐承業，唐東永，衷 昕，梁 皓

（廣西醫科大學第一附屬醫院眼科，南寧 530021）

衰老標記蛋白30（SMP30）是一種隨年齡增長而逐漸減少的鈣調節蛋白[1]，其含量不受性別因素的影響，是一種新型的抗衰老因子[2]。目前對SMP30 的研究主要集中在肝、腎及心臟等領域，并發現其具有抗細胞凋亡、抗氧化損傷、調控細胞增殖、參與維生素C合成、維持細胞內鈣離子穩態等作用[3-7]。但目前有關SMP30 在晶狀體上皮細胞（LECs）中的表達情況及其作用鮮少報道。本研究通過觀察大鼠自然衰老過程中晶狀體形態變化和LECs 凋亡情況，并檢測不同月齡大鼠LECs 中SMP30 的表達，以明確大鼠LECs 中SMP30 的表達與年齡的關系，為研究SMP30 在LECs 中的作用提供新的方向。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 24 只不同月齡（0～1 月齡8 只、8～9月齡16 只）SPF 級Wistar 大鼠購于北京維通利華實驗動物技術有限公司，動物生產許可證號：SCXK（京）2016-0006。所有大鼠均飼養于SPF 級動物房內，給予常規固體飼料，自由飲水。本研究動物實驗已取得廣西醫科大學實驗動物倫理委員會批準，審批號：201909018。

1.2 實驗分組及自然衰老動物模型的建立 將大鼠按照鼠齡分為3組：1～2月齡組、9～10月齡組、18～19月齡組。首先購買8只8～9月齡大鼠，飼養至17～18月齡時，再次購買8只8～9月齡和8只0～1月齡大鼠，均繼續飼養1 個月，即獲得18～19 月齡、9～10 月齡、1～2月齡的3組大鼠。

1.3 晶狀體形態觀察 腹腔注射10%水合氯醛麻醉大鼠，用美麗多復方托吡卡胺滴眼液對大鼠進行散瞳，共滴兩次，每次間隔5 min。通過裂隙燈觀察晶狀體是否渾濁并拍照。

1.4 血清氧化應激指標水平檢測 大鼠深度麻醉后開腹，通過腹主動脈取血，靜置30 min后離心，取上層血清，檢測血清中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）活性和丙二醛（MDA）含量。試劑盒均購于南京建成生物工程研究所，檢測過程嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.5 TUNEL 法檢測大鼠LECs 凋亡 麻醉處死大鼠后迅速摘取眼球，置于甲醛溶液中固定24 h，石蠟包埋，5 μm 連續切片。切片經脫蠟、水化、洗滌、蛋白酶K工作液消化、破膜工作液破膜處理，按照TUNEL 試劑盒說明書（Servicebio 公司）配置TUNEL反應液，染色及血清封閉過程嚴格按照試劑盒說明書進行操作，最后DAB顯色、蘇木精復染后，脫水封片。顯微鏡下觀察染色結果，凋亡細胞核被染成棕黃色，正常細胞核呈藍色。選取晶狀體前囊膜區域，Image-Pro Plus 6.0軟件計算細胞凋亡率，細胞凋亡率=LECs凋亡細胞數目/LECs總數×100%。

1.6 間接免疫熒光法檢測大鼠LECs 中SMP30 蛋白表達 切片脫蠟、水化、EDTA 抗原修復、PBS 洗滌，BSA 封閉30 min，棄去BSA，放入濕盒中，加SMP30 鼠單克隆抗體（Santa Cruz Biotechnology 公司），存放于4°C 冰箱中孵育過夜。用PBS 洗后加相應二抗室溫下避光孵育50 min，PBS洗滌，加DAPI，10 min后PBS洗滌，封片。熒光顯微鏡下觀察染色結果，選取晶狀體前囊膜區域拍照，使用Image J軟件計算熒光強度。熒光強度越高，表示SMP30蛋白表達越高。

1.7 統計學方法 采用SPSS 23.0統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 3組血清中SOD、GSH-PX活性和MDA含量比較 隨著大鼠月齡的增長，其血清中SOD 和GSHPx活性呈降低趨勢，而MDA含量呈升高趨勢。18～19 月齡組SOD 活性低于9～10 月齡組和1～2 月齡組，GSH-PX 活性顯著低于1～2 月齡組，MDA 含量明顯高于9～10 月齡組和1～2 月齡組（均P＜0.05）；9～10月齡組GSH-PX活性明顯低于1～2月齡組（P＜0.05），而SOD活性和MDA含量與1～2月齡組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 3組大鼠血清SOD、GSH-PX活性和MDA含量比較

表1 3組大鼠血清SOD、GSH-PX活性和MDA含量比較

與1～2月齡組比較，*P＜0.05；與9～10月齡組比較，#P＜0.05。

2.2 晶狀體形態學觀察 散瞳后通過裂隙燈觀察顯示3組大鼠晶狀體均透明，見圖1。

2.3 3 組細胞凋亡率比較 1～2 月齡組、9～10 月齡組、18～19 月齡組大鼠LECs 凋亡率分別為（27.51±9.39）%、（32.84±3.76）%、（45.50±9.18）%，18～19 月齡組大鼠LECs 凋亡率顯著高于1～2 月齡組和9～10月齡組（P＜0.05)，1～2 月齡組與9～10 月齡組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見圖2。

2.4 大鼠LECs 中SMP30 蛋白的表達 SMP30 在3組晶狀體囊膜LECs中均呈陽性表達，FITC染色呈綠色熒光。1～2月齡組、9～10月齡組、18～19月齡組大鼠LECs 中SMP30 表達的熒光強度分別為4.36±1.98、2.73±1.14、0.75±0.39，組間兩兩比較，差異均有統計學意義（均P＜0.05），其中1～2月齡組熒光強度最高，9～10月齡組次之，18～19月齡組最低，見圖3。

圖1 3組大鼠晶狀體裂隙燈下形態學觀察圖像

圖2 TUNEL染色觀察3組大鼠LECs凋亡情況（×400）

圖3 間接免疫熒光法染色觀察3組大鼠LECs中SMP30蛋白表達（×400）

3 討論

Wistar 大鼠是生物醫學研究中常用的實驗動物，具有飼養簡單、容易繁殖、機體生理病理變化和代謝類型與人類比較接近等特點。大鼠的鼠齡與人的年齡有一定對應關系，即1 月齡左右大鼠相當于人的幼年階段，6 月齡左右大鼠相當于人的青年階段，12 月齡左右大鼠相當于人的成年階段，大于18月齡大鼠相當于人的老年階段[8]。本實驗大鼠長時間飼養過程中可能會受到飼養環境、自身疾病等無法控制因素的影響，與研究目的綜合考慮，選擇把大鼠分為1～2 月齡組、9～10 月齡組和18～19 月齡組3組，模擬人的自然衰老過程，建立大鼠自然衰老模型，研究在大鼠自然衰老過程中，血清和晶狀體衰老指標的改變以及LECs中SMP30的表達變化。

衰老的機制十分復雜，研究者提出機體內自由基代謝紊亂、細胞衰老、基因組不穩定、端粒縮短及表觀遺傳學改變等均為衰老形成的重要因素[9]，其中氧自由基學說是發展較早、學界接受度較高的一種衰老理論，此理論指出氧化應激是導致衰老的重要原因。細胞內活性氧（ROS）的生成能力與清除能力處于動態平衡中，若二者失去平衡，將導致氧化應激[10]。SOD 與GSH-PX 是細胞內的抗氧化劑，通過清除細胞內的氧自由基來發揮抗氧化作用[11]。ROS 產生過多會導致細胞脂質過氧化，造成MDA等脂質過氧化物堆積，使細胞受損、生命活力低下，導致器官功能不斷減退，機體逐漸進入衰老階段[12]。因此，在衰老動物體內，SOD、GSH-PX 的活性較低，MDA 的含量較高。目前常用MDA、SOD和GSH-PX 等指標驗證衰老模型的建立是否成功。本研究結果顯示，隨著大鼠月齡的增長，其血清中SOD 和GSH-Px 活性降低，MDA 含量升高（P＜0.05)。結果表明，本實驗的自然衰老模型構建成功。

SMP30 是一種隨年齡增長而逐漸減少的鈣調節蛋白[1]，其含量不受性別因素的影響，是一種新型的抗衰老因子[2]。近年來研究發現，SMP30 的表達與LECs 的凋亡相關。在臨床研究中，SMP30 在人晶狀體前囊膜LECs 周邊部表達較強，中央部表達較弱，LECs 的凋亡程度與SMP30 的表達呈負相關關系[13-14]。在細胞體外培養研究中，人LECs 系SRA01/04 細胞在正常培養狀態下，下調SMP30 的表達可使細胞凋亡率升高[15]；在高鈣及氧化狀態下，SMP30 對SRA01/04 細胞可產生促增殖、抗氧化及抗凋亡的保護作用，且與表達量呈正相關關系[16-19]。本研究探討SMP30 在不同月齡大鼠LECs中的表達變化，發現在大鼠自然衰老模型中，隨著月齡的增加，盡管大鼠晶狀體未出現形態學改變，但其LECs 的凋亡程度加重，SMP30 表達量已經減少，由此推測，在大鼠衰老的過程中，SMP30可能作為一種保護性蛋白，參與了LECs的細胞損傷進程，起到一定程度的抗凋亡作用。本實驗的不足之處在于僅從細胞層面檢測到LECs 的凋亡變化，沒有觀察晶狀體形態學的改變，可能由于大鼠個體差異大、月齡不夠大或者LECs 代謝障礙程度尚未超過SMP30 對LECs 的保護作用等，具體因素還需后續研究。

綜上所述，隨著大鼠月齡的增加，其LECs凋亡增加，SMP30表達降低，提示SMP30可能是LECs的保護因子，在大鼠衰老過程中具有抗LECs 凋亡的保護作用。但是，SMP30 對LECs 發揮保護作用的具體機制仍有待進一步研究。未來，本組擬通過改變大鼠眼內SMP30 的表達量，進一步觀察SMP30抗凋亡、抗氧化和維持細胞內鈣離子穩態等方面的調控作用。