N-乙酰半胱氨酸防治糖尿病性白内障的动物和细胞生物学实验研究

张曙 严宏

第四军医大学唐都医院眼科 陕西省西安市 710038

目的 观察N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）滴眼液对链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病性白内障大鼠的晶状体混浊程度进展的影响；NAC对高糖（high glucose，HG）诱导的人晶状体上皮细胞(human lens epithelium cells, hLEC)凋亡的作用。方法 (1) 从85只正常SD大鼠中随机抽取10只大鼠作为正常对照组，其余大鼠接受1％STZ 枸橼酸缓冲液腹腔注射，72h后血糖值＞14mmol/L的大鼠作为糖尿病大鼠并随机分成三组。分别给予0.01 ％NAC，0.05％NAC和磷酸钠缓冲液滴眼。通过裂隙灯观察大鼠晶状体混浊的进展。分别于4w，8w和13w 时分批处死大鼠，取出晶状体，测定其中水溶性蛋白质、谷胱甘肽（glutathione，GSH）和糖基化终产物 (advanced glycation endoproducts，AGEs)的含量以及谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性。并监测大鼠血糖、尿糖和体重的变化。(2) 用终浓度120mM的HG诱导hLEC凋亡,处理组:DMEM+NAC+HG；对照组: DMEM+HG。用TUNEL法观察细胞凋亡情况，并用分光光度法检测Caspase-3酶的活性。结果 (1) 约79％(59/75) 的大鼠对STZ（65mg/kg）腹腔注射起反应（血糖＞14mmol/L）。糖尿病未治疗组大鼠STZ 注射后第3w晶状体开始出现混浊，两个浓度的NAC治疗组大鼠STZ注射后第4w晶状体开始出现混浊，第 4w时，0.01％NAC治疗组比糖尿病未治疗组大鼠的晶状体混浊程度明显减轻（P＝0.023，P<0.05）。在实验后期（13w），糖尿病未治疗组大鼠晶状体中GSH含量及CAT，GR活性与正常对照组相比下降显著，分别降低了约50%（P<0.05），20%（P<0.05），及50%（P<0.05）；而糖尿病未治疗组大鼠晶状体中AGEs含量与正常对照组相比增高46.1%（P<0.05）。两浓度的NAC治疗组晶状体AGEs、GSH含量及GR、CAT 活性的下降与糖尿病组相比差别均没有统计学意义。(2) 120 mM的HG作用24 h后可引起晶状体上皮细胞凋亡，处理组在HG诱导前就加入NAC，72 h时NAC处理组的hLEC凋亡率为(34.14±1.98)%明显低于对照组的(46.37±2.08)%（P<0.05）。NAC处理组的 Caspase-3酶活性在四个时间点均比对照组低，在48 h和72 h，NAC处理组的Caspase-3酶活性比对照组分别低30.1%（P<0.05）和39.0%（P<0.05）。结论 (1) NAC滴眼液对早期糖尿病性大鼠晶状体混浊程度具有轻度的抑制作用；NAC可有效抑制HG引起的晶状体上皮细胞凋亡，其抑制作用可能与降低Caspase- 3酶活性有关。(2) NAC可以通过抑制晶状体上皮细胞凋亡，补充晶状体GSH含量，抑制氧化损伤，从而达到抑制糖尿病性白内障发生发展的作用。