抗氧化四肽Epitalon通过抑制高糖诱导的上皮-间质转化改善糖尿病视网膜病变的延迟伤口愈合

《Stem Cell Reviews and Reports》：The Antioxidant Tetrapeptide Epitalon Enhances Delayed Wound Healing in an in Vitro Model of Diabetic Retinopathy

这篇研究揭示了合成四肽Epitalon（AEDG）通过其抗氧化特性，显著改善高糖（HG）损伤的人视网膜色素上皮细胞（ARPE-19）的延迟伤口愈合过程。实验表明，Epitalon通过抑制HG诱导的上皮-间质转化（EMT）和纤维化相关基因（如SNAIL1、ZEB1、TWIST1、VIM、FN1和ACTA2）的表达，同时恢复抗氧化基因（SOD2、CAT、HMOX1）的活性，从而逆转糖尿病视网膜病变（DR）的病理进程。研究为开发靶向氧化应激和EMT的DR治疗策略提供了新思路。

　　

摘要

糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病最常见的并发症，也是导致视力丧失的主要原因。短肽（如二肽、三肽和四肽）具有多种有益活性，包括抗氧化、抗菌和抗炎作用。本研究旨在验证合成四肽AEDG（Ala-Glu-Asp-Gly，Epitalon）的抗氧化作用是否能改善DR中与高血糖相关的延迟愈合过程。通过高糖（HG）损伤的人视网膜色素上皮细胞系（ARPE-19）模型，研究发现HG暴露延迟了ARPE-19细胞的伤口愈合，增加了细胞内活性氧（ROS）水平，同时降低了抗氧化基因的表达。HG还诱导了上皮-间质转化（EMT）并上调了纤维化相关基因，表明HG诱导的EMT促进了包括增殖性DR在内的眼病终末期的视网膜下纤维化。抗氧化剂Epitalon通过抑制高血糖诱导的EMT和纤维化，恢复了HG损伤的ARPE-19细胞中受损的伤口愈合。这些发现支持将抗氧化剂Epitalon作为一种有前景的DR治疗策略，以改善因高血糖而受损的视网膜伤口愈合。

引言

视网膜色素上皮（RPE）细胞位于脉络膜和神经感觉视网膜之间，构成外血-视网膜屏障，并在导致视力丧失的病理过程中发挥关键作用。当这一屏障被破坏时，RPE细胞被激活，导致增殖、EMT和细胞外基质分子的分泌，从而促进玻璃体视网膜疾病，包括增殖性玻璃体视网膜病变（PVR）、年龄相关性黄斑变性（AMD）和增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）。DR是糖尿病的一种并发症，可导致成人失明。如果不及时治疗，它可能从轻度非增殖期进展为中度和重度阶段，最终导致PDR，其中纤维化膜的形成促进视网膜脱离和视力丧失。

材料与方法

细胞培养
人视网膜色素上皮细胞系ARPE-19在含10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素/链霉素的DMEM/F12培养基中培养。实验分为高糖（HG，35 mM）和标准糖（SG，17.5 mM）两组。

Epitalon制备
Epitalon由Khavinson教授提供，溶于水，浓度为100 μg/mL，进一步稀释为20、40和60 ng/mL。

细胞活力评估
通过MTS法评估ARPE-19细胞活力。

伤口愈合实验
使用IncuCyte Scratch Wound Assay评估ARPE-19细胞的迁移能力。

ROS生成测量
通过ROS-Glo H₂
O₂
检测试剂盒测量ROS水平。

基因表达分析
通过qPCR分析抗氧化基因（SOD2、CAT、HMOX1）、EMT基因（SNAIL1、ZEB1、TWIST1）和纤维化相关基因（VIM、FN1、ACTA2）的表达。

Western blot分析
检测α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的蛋白表达。

DNA甲基化分析
通过ELISA评估全局DNA甲基化（5mC）水平。

结果

Epitalon恢复HG损伤细胞的延迟伤口愈合
HG暴露显著延迟了ARPE-19细胞的伤口愈合，而Epitalon处理以浓度依赖性方式恢复了这一过程。

Epitalon减少HG诱导的氧化应激
HG增加了H₂
O₂
生成并降低了抗氧化基因表达，Epitalon（40和60 ng/mL）显著抑制了这些效应。

Epitalon抑制HG诱导的EMT和纤维化相关基因表达
HG上调了EMT基因（SNAIL1、ZEB1、TWIST1）和纤维化相关基因（VIM、FN1、ACTA2）的表达，Epitalon以浓度依赖性方式抑制了这些基因的表达。Western blot证实Epitalon降低了α-SMA蛋白水平。

Epitalon调节DNA甲基化
Epitalon处理阻止了HG诱导的DNA低甲基化。

讨论

DR是全球盲症的主要原因之一，其并发症如PDR和糖尿病黄斑水肿（DME）由微血管损伤和血管高通透性驱动。当前的治疗方法（如视网膜光凝和抗VEGF药物）虽有效，但仍需开发针对病理机制的疾病修饰疗法。Epitalon作为一种短肽，通过抗氧化和抗EMT作用，显示出在DR治疗中的潜力。

研究局限性包括ARPE-19细胞模型的生理相关性不足，以及HG模型未能完全模拟糖尿病的复杂性。未来研究应优化模型（如3D培养或器官芯片），并探索Epitalon的分子机制和递送系统。

结论

Epitalon通过抑制氧化应激、EMT和纤维化，改善了HG损伤的ARPE-19细胞的伤口愈合，支持其作为DR治疗策略的潜力。未来需进一步研究其机制和临床转化。