Grx2 维护 GSH/GSSG 稳态:抵御 UVB 诱导白内障的新防线

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Experimental Eye Research 3.0

编辑推荐:

  白内障病因复杂,UVB 辐射是主要风险因素,Grx2 对抵御 UVB 损伤机制不明。研究人员探究 UVB 照射致 HLECs 铁死亡(ferroptosis)的作用及 Grx2 保护机制。发现 ferroptosis 参与损伤,Grx2 维持 GSH/GSSG 稳态抗铁死亡,为防治白内障提供新方向。

  在全球范围内,白内障如同一个顽固的 “视力杀手”,无情地侵袭着无数人的眼睛,严重影响他们的生活质量。白内障的发病原因错综复杂,就像一团乱麻,其中营养、代谢、环境和遗传等因素相互交织。而在众多 “帮凶” 里,太阳紫外线(UV)辐射堪称 “主犯”,尤其是紫外线 B(UVB,280 - 315nm),它的 “杀伤力” 不容小觑,能够直击晶状体,造成严重损伤。
以往的研究虽然已经揭示了 UVB 照射与白内障之间的关联,但对于其中具体的机制,仍然存在许多未解之谜。比如,谷氧还蛋白 2(Glutaredoxin 2,Grx2)在抵御 UVB 辐射造成的氧化损伤中起着重要作用,可它的具体保护机制却一直模糊不清。此外,除了常见的细胞凋亡和焦亡,一种新型的细胞死亡方式 —— 铁死亡(ferroptosis)逐渐进入人们的视野。这种铁依赖性的细胞死亡,以脂质过氧化和过度氧化应激为特征,在许多疾病中都扮演着重要角色。已有证据表明,铁与白内障的发展密切相关,脂质过氧化也是白内障形成的 “帮凶”,而且晶状体上皮细胞(LECs)对铁死亡高度敏感。可铁死亡在 UVB 诱导白内障过程中究竟扮演着怎样的角色,Grx2 又是否能通过抵抗铁死亡来保护晶状体呢?这些问题就像一个个谜团,亟待科学家们去解开。

为了攻克这些难题,来自未知研究机构的科研人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在了《Experimental Eye Research》杂志上,为我们揭开了这一系列谜团的神秘面纱。

研究人员主要采用了细胞实验和动物实验这两种关键技术方法。在细胞实验方面,使用人晶状体上皮细胞系 HLE - B3 进行研究;动物实验则选用了小鼠。通过这些实验,研究人员从多个角度观察和分析相关指标,从而深入探究铁死亡与 Grx2 在 UVB 诱导白内障过程中的作用机制。

HLECs’ death due to UVB could be reduced by Fer - 1


研究人员首先想确定铁死亡过程是否参与了 UVB 诱导的 HLEC 损伤的发病机制。他们检测了不同剂量 UVB 照射后细胞的活力。结果发现,用铁死亡抑制剂 Ferrostatin - 1(Fer - 1)处理的细胞,在 UVB 照射 24 小时后,活力比用二甲基亚砜(DMSO)处理的对照细胞更高。此外,用铁螯合剂去铁胺(DFO)处理的细胞,活力也高于对照细胞。这表明抑制铁死亡能够减少 UVB 导致的 HLECs 死亡,说明铁死亡很可能参与了 UVB 诱导的 HLEC 损伤过程。

UVB - caused HLE - B3 cells death, lens opacity and lipid peroxidation could be mitigated by ferroptosis inhibitors


研究人员进一步发现,UVB 照射引起的 HLE - B3 细胞死亡、晶状体混浊以及脂质过氧化,都能够被铁死亡抑制剂缓解。这进一步证实了铁死亡在 UVB 诱导的晶状体损伤中起着关键作用,也意味着抑制铁死亡或许是预防 UVB 诱导白内障的有效途径。

Grx2 KO mice accelerate the appearance of lens opacity induced by UVB


研究人员通过构建 Grx2 基因敲除(KO)小鼠进行实验。结果显示,Grx2 KO 小鼠在 UVB 照射后,晶状体混浊出现的时间明显加快。这表明 Grx2 在抵抗 UVB 诱导的晶状体混浊过程中有着重要作用,缺失 Grx2 会使得晶状体更容易受到 UVB 的损伤。

Grx2 silencing enhanced HLECs lipid peroxidation susceptibility, downregulated the GSH level, shrunk mitochondria, and reduced the number of cristae


在细胞水平上,研究人员对 HLE - B3 细胞进行 Grx2 沉默处理。结果发现,Grx2 沉默增强了 HLECs 对脂质过氧化的易感性,同时降低了细胞内还原型谷胱甘肽(GSH)的水平,还导致线粒体萎缩,嵴的数量减少。这一系列变化说明,Grx2 的缺失会破坏细胞内的氧化还原平衡,使细胞更容易受到氧化损伤,进而引发铁死亡。

Grx2 overexpression had opposite effects


与 Grx2 沉默相反,当研究人员在 HLE - B3 细胞中过表达 Grx2 时,得到了完全相反的结果。过表达 Grx2 降低了 HLECs 对脂质过氧化的敏感性,提高了 GSH 水平,线粒体形态也更加正常。这充分证明了 Grx2 能够通过维持细胞内的 GSH/GSSG 稳态,增强细胞对铁死亡的抵抗能力,从而保护晶状体免受 UVB 的损伤。

研究结论表明,铁死亡参与了 UVB 诱导的人晶状体上皮细胞(HLECs)损伤过程,抑制铁死亡可以有效预防 UVB 诱导的白内障。Grx2 则是通过维持 HLEC 细胞内的 GSH/GSSG 稳态,增强了细胞对 UVB 照射诱导的铁死亡的抵抗能力。这一研究成果意义重大,它为我们理解白内障的发病机制提供了新的视角,也为白内障的防治开辟了新的方向。未来,或许可以基于这一研究成果,开发出针对铁死亡途径和 Grx2 相关机制的新型治疗方法,为广大白内障患者带来新的希望。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号