半乳糖性大鼠白内障晶体内前列腺素生物合成的研究
作者：董东生* Philip B.Keeting** Ihomas W.Lysz S-C Joseph，Fu**
单位：
*北京同仁医院眼科，100730；**美国新泽西医科大学
关键词：白内障/病因学；晶体/病理生理学；前列腺素
眼科980320 摘 要 对半乳糖性白内障晶体内微粒体生物合成前列腺素能力变化分析发现：用50%半乳糖喂养24小时后晶体内PGF2α水平降至对照组的31.11%；48小时后为对照组的58.04%，第5天时为对照组的52.19%，在第九天时为对照组的48.02%，第21天时为对照组的32.15%，研究发现半乳糖性白内障晶体内前列腺素合成能力受到明显影响，而这可能与白内障形成有关。
分类号 R776.1
, 百拇医药
Study on the biosynthesis of prostaglandins in lens from rat with galactose cataract/Dong Dongsheng…∥Ophthalmol CHN.-1998，7(3).-187～189(Dept. of Ophthalmology，Tong Ren Hospital，Beijing 100730)
To study the biosynthesis of prostaglandins in lens from rat with galactose cataract，changes in the biosynthesis of prostaglandins were analysed.
It was found that 24 hours after being fed with the 50% galactose，the level of prostaglandin F two alpha (F2α) in the lens from rat with galactose cataract was only 31.11% of that in the normal group.48 hours，5 days，9 days，and 21 days later，the levels of prostagland F2α in lens with galactose cataract were respectively 58.04%，52.19%，48.02%，32.15% of these in the normal group.These results suggested that biosynthesis of prostaglandins in lens was affected by the level of galactose，and it possibly explained the formation of galactose cataract.
, 百拇医药
Subject terms Cataract/etiol；Lens，crystalline/physiopathol；Prostaglandin
半乳糖性白内障晶体内可以发生各种形态学和生物学变化[1]。研究发现用50%半乳糖喂养的大鼠第19天时晶体出现不可逆性混浊，这对于研究人类白内障的发病机理极为有用[2]，前列腺素(prostaglandins，PGS)在晶体内的作用近来倍受重视[3，4]。它在维持细胞内外离子梯度变化、糖的吸收和代谢、激素水平的改变，细胞有丝分裂等方面都起重要作用。但有关糖性白内障形成与前列腺素作用的关系目前还不清楚，本文就半乳糖性白内障晶体内前列腺素水平的动态变化进行探讨。
1 材料和方法
1.1 动物
SD大鼠出生12小时后幼鼠，平均体重110～120g，随机分为实验组和对照组，实验组用50%半乳糖喂养，对照组用不含防腐剂的普通食物。
, http://www.100md.com
1.2 试剂
1-C14标记花生四烯酸(AA)(放射性比度53mci/mmole)，H3-PGF2α(放射性比度160ci/mmole)，H3-PGE2(放射比度150ci/mmole)，cAMP，放射免疫分析(RIA)试剂，非标记的PGF2α，PGE2，非标记的花生四烯酸，牛血清，半乳糖，阿斯匹林，肾上腺素等。其中，1-C14-PGH2选用Miller和Johnson法制备。
1.3 外源性花生四烯酸(AA)做底物的前列腺素的生物合成
1.3.1 微粒体制备 微粒体制备采用Keeting法[3]，各取实验组和对照组晶体8个，微粒体制备液含蛋白浓度450μg。于样品中缓加入0.1M磷酸盐缓冲液(pH＝7.4)，10 000g离心，室温下10分钟，取上清液按Lowery法测定蛋白浓度[5]。
, 百拇医药
1.3.2 前列腺素生物合成和测定 于微粒体内加入1mM肾上腺素，1mM还原型谷胱甘肽，50μM花生四烯酸，37℃，水箱孵育15分钟，用4N甲酸50μl终止反应，用400μl醋酸乙酯反复提取酸化产物共3次，通氮气吹干，剩余物溶解于RIA缓冲液内(含0.9%氯化钠，0.1%小牛血清，30mM磷酸盐缓冲液(pH＝7.4))进行RIA测定。
脑与肾组织的微粒体制备和前列腺素合成测定同上法。
1.4 PGS组成成分的定性分析
晶体微粒体与1-C14-PGH2终体积150μl，37℃，水箱孵育15分钟。用20mM FeCl2中止反应。从酸化产物中提取前列腺素后用薄层层析法分析，放射自显影鉴定。
1.5 晶体内cAMP含量测定
, 百拇医药
各取6个晶体匀浆后加入16%三氯醋酸1ml，4℃下，2 500g，15分钟。取上清液加5倍体积乙醚反复提取5次，提取液用氮气吹干，加RIA缓冲液进行测定。
2 结 果
2.1 半乳糖性白内障晶体内PGF2α含量变化
本研究发现半乳糖性白内障晶体内微粒体以外源性花生四烯酸为底物合成PGF2α能力明显低于正常对照组，50%半乳糖喂养24小时后晶体内PGF2α水平降至对照组(479pg/mg)的31.11%(149pg/mg，P<0.05)；48小时时为对照组的58.04%(278pg/mg，P<0.05)，第5天时为对照组的52.19%(254pg/mg，P<0.05，在第9天时为对照组的48.02%(230pg/mg，P<0.05)，第21天时为对照组的32.15%(154pg/mg，P<0.05)。但层析放射自显影研究发现PGF2和PGD2生物合成能力无明显变化。
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研究发现实验组与正常组大鼠肾脏与脑组织内PGE2，PGF2α含量无明显差异(见表1)。
2.2 半乳糖性白内障晶体内cAMP含量变化
本研究发现与正常对照组相比，半乳糖性白内障晶体内cAMP含量无明显差异(见表2)，实验组内，第2天与第3天时晶体内cAMP含量虽不同，但无显著差异。
表1 大鼠肾脏组织，脑组织PGE2，PGF2α含量
ng PGE2/mg蛋白/15分
ng PGE2α/mg蛋白/15分
肾脏
, 百拇医药
对照组
实验组
209±54
266±45
84±17
102±25
脑
对照组
实验组
20.1±4.2
13.4±1.7
20.6±5.6
18.5±3.9
, 百拇医药
表2 半乳糖性白内障晶体内cAMP含量测定(pmol)
cAMP/每个晶体
实验组
2天
3天
对照组
24.5±8.4
28.1±5.3
30.5±5.5
3 讨论
3.1 半乳糖对晶体内前列腺素生物合成的影响
有关白内障晶体内前列腺素变化目前存在不同观点[3，4，6]，有关半乳糖性白内障晶体内前列腺素改变目前还不清。本研究证实受高浓度半乳糖作用，晶体内PGF2α生物合成受到不同程度影响，随时间变化发生相应改变，而对其它前列腺素成分生物合成影响较小，同时发现半乳糖对肾脏，脑组织微粒体内前列腺素合成不产生明显作用，提示晶体内可能存在特殊因子。
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3.2 前列腺素与白内障形成关系
文献报道前列腺素特别是PGE2可以刺激cAMP的生物合成[6]。当前列腺素作为第二信使与细胞膜上受体结合后，可激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP升高，进而影响细胞有丝分裂[6]，而当PGS水平下降后，cAMP水平将会相应下降，另有研究认为前列腺素作用可以调节晶体内氢氧化物的水平[7]。其中，过氧化氢在低浓度时是激活因子，而在高浓度时为抑制因子，H2O2可以影响晶体内环氧化酶的活性，而后者可以影响前列腺素的生物合成。
本研究发现在高浓度半乳糖作用下，白内障晶体内部分PGS水平，尤其是PGF2α含量有所下降，但PGE2，PGD2等无明显改变，同时发现白内障晶体内cAMP水平也未发生明显改变，PGF2α水平下降为cAMP的不明显改变提示可能前列腺素使晶体氢氧化物，尤其是H2O2增加，从而影响cAMP的作用机制，使晶体细胞分裂减少，导致晶体混浊形成。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Kinoshita JH.Cataracts in galactosemia.Invest Ophthalmol Vis Sci，1965；4：786
2 Kinoshita JH.Mechanisms initiating cataract formation.Prictir Lecture.Invest Ophthalmol Vis Sci，1974；13：713
3 Keeting PE，Lysz TW，Centra M，et al.Prostaglandin biosynthesis in the rat lens.Invest Ophthalmol Vis Sci，1985；25：1083
4 Patterson CA，Eck BA.Influence of prostaglandins on cation movement in the lens.Exp Eye Res，1973；15：767
, http://www.100md.com
5 Lowry O，Fosebrough N，Farr A，et al.Protein measurement with the phenol reagent.J Biol Chem，1951；193：265
6 Von Sallmann L，Grimes P.Inhibition of cell division in rat lenses by prostaglandin fl.Invest Ophthalmol Vis Sci，1976；15：27
7 Pirie A.Glutathione peroxidase in lens and a source of hydrogen peroxide in aqueous humor.Biochem J，1965；96：244
(1997-12-04收稿，1998-04-20修回), 百拇医药
单位：
*北京同仁医院眼科，100730；**美国新泽西医科大学
关键词：白内障/病因学；晶体/病理生理学；前列腺素
眼科980320 摘 要 对半乳糖性白内障晶体内微粒体生物合成前列腺素能力变化分析发现：用50%半乳糖喂养24小时后晶体内PGF2α水平降至对照组的31.11%；48小时后为对照组的58.04%，第5天时为对照组的52.19%，在第九天时为对照组的48.02%，第21天时为对照组的32.15%，研究发现半乳糖性白内障晶体内前列腺素合成能力受到明显影响，而这可能与白内障形成有关。
分类号 R776.1
, 百拇医药
Study on the biosynthesis of prostaglandins in lens from rat with galactose cataract/Dong Dongsheng…∥Ophthalmol CHN.-1998，7(3).-187～189(Dept. of Ophthalmology，Tong Ren Hospital，Beijing 100730)
To study the biosynthesis of prostaglandins in lens from rat with galactose cataract，changes in the biosynthesis of prostaglandins were analysed.
It was found that 24 hours after being fed with the 50% galactose，the level of prostaglandin F two alpha (F2α) in the lens from rat with galactose cataract was only 31.11% of that in the normal group.48 hours，5 days，9 days，and 21 days later，the levels of prostagland F2α in lens with galactose cataract were respectively 58.04%，52.19%，48.02%，32.15% of these in the normal group.These results suggested that biosynthesis of prostaglandins in lens was affected by the level of galactose，and it possibly explained the formation of galactose cataract.
, 百拇医药
Subject terms Cataract/etiol；Lens，crystalline/physiopathol；Prostaglandin
半乳糖性白内障晶体内可以发生各种形态学和生物学变化[1]。研究发现用50%半乳糖喂养的大鼠第19天时晶体出现不可逆性混浊，这对于研究人类白内障的发病机理极为有用[2]，前列腺素(prostaglandins，PGS)在晶体内的作用近来倍受重视[3，4]。它在维持细胞内外离子梯度变化、糖的吸收和代谢、激素水平的改变，细胞有丝分裂等方面都起重要作用。但有关糖性白内障形成与前列腺素作用的关系目前还不清楚，本文就半乳糖性白内障晶体内前列腺素水平的动态变化进行探讨。
1 材料和方法
1.1 动物
SD大鼠出生12小时后幼鼠，平均体重110～120g，随机分为实验组和对照组，实验组用50%半乳糖喂养，对照组用不含防腐剂的普通食物。
, http://www.100md.com
1.2 试剂
1-C14标记花生四烯酸(AA)(放射性比度53mci/mmole)，H3-PGF2α(放射性比度160ci/mmole)，H3-PGE2(放射比度150ci/mmole)，cAMP，放射免疫分析(RIA)试剂，非标记的PGF2α，PGE2，非标记的花生四烯酸，牛血清，半乳糖，阿斯匹林，肾上腺素等。其中，1-C14-PGH2选用Miller和Johnson法制备。
1.3 外源性花生四烯酸(AA)做底物的前列腺素的生物合成
1.3.1 微粒体制备 微粒体制备采用Keeting法[3]，各取实验组和对照组晶体8个，微粒体制备液含蛋白浓度450μg。于样品中缓加入0.1M磷酸盐缓冲液(pH＝7.4)，10 000g离心，室温下10分钟，取上清液按Lowery法测定蛋白浓度[5]。
, 百拇医药
1.3.2 前列腺素生物合成和测定 于微粒体内加入1mM肾上腺素，1mM还原型谷胱甘肽，50μM花生四烯酸，37℃，水箱孵育15分钟，用4N甲酸50μl终止反应，用400μl醋酸乙酯反复提取酸化产物共3次，通氮气吹干，剩余物溶解于RIA缓冲液内(含0.9%氯化钠，0.1%小牛血清，30mM磷酸盐缓冲液(pH＝7.4))进行RIA测定。
脑与肾组织的微粒体制备和前列腺素合成测定同上法。
1.4 PGS组成成分的定性分析
晶体微粒体与1-C14-PGH2终体积150μl，37℃，水箱孵育15分钟。用20mM FeCl2中止反应。从酸化产物中提取前列腺素后用薄层层析法分析，放射自显影鉴定。
1.5 晶体内cAMP含量测定
, 百拇医药
各取6个晶体匀浆后加入16%三氯醋酸1ml，4℃下，2 500g，15分钟。取上清液加5倍体积乙醚反复提取5次，提取液用氮气吹干，加RIA缓冲液进行测定。
2 结 果
2.1 半乳糖性白内障晶体内PGF2α含量变化
本研究发现半乳糖性白内障晶体内微粒体以外源性花生四烯酸为底物合成PGF2α能力明显低于正常对照组，50%半乳糖喂养24小时后晶体内PGF2α水平降至对照组(479pg/mg)的31.11%(149pg/mg，P<0.05)；48小时时为对照组的58.04%(278pg/mg，P<0.05)，第5天时为对照组的52.19%(254pg/mg，P<0.05，在第9天时为对照组的48.02%(230pg/mg，P<0.05)，第21天时为对照组的32.15%(154pg/mg，P<0.05)。但层析放射自显影研究发现PGF2和PGD2生物合成能力无明显变化。
, http://www.100md.com
研究发现实验组与正常组大鼠肾脏与脑组织内PGE2，PGF2α含量无明显差异(见表1)。
2.2 半乳糖性白内障晶体内cAMP含量变化
本研究发现与正常对照组相比，半乳糖性白内障晶体内cAMP含量无明显差异(见表2)，实验组内，第2天与第3天时晶体内cAMP含量虽不同，但无显著差异。
表1 大鼠肾脏组织，脑组织PGE2，PGF2α含量
ng PGE2/mg蛋白/15分
ng PGE2α/mg蛋白/15分
肾脏
, 百拇医药
对照组
实验组
209±54
266±45
84±17
102±25
脑
对照组
实验组
20.1±4.2
13.4±1.7
20.6±5.6
18.5±3.9
, 百拇医药
表2 半乳糖性白内障晶体内cAMP含量测定(pmol)
cAMP/每个晶体
实验组
2天
3天
对照组
24.5±8.4
28.1±5.3
30.5±5.5
3 讨论
3.1 半乳糖对晶体内前列腺素生物合成的影响
有关白内障晶体内前列腺素变化目前存在不同观点[3，4，6]，有关半乳糖性白内障晶体内前列腺素改变目前还不清。本研究证实受高浓度半乳糖作用，晶体内PGF2α生物合成受到不同程度影响，随时间变化发生相应改变，而对其它前列腺素成分生物合成影响较小，同时发现半乳糖对肾脏，脑组织微粒体内前列腺素合成不产生明显作用，提示晶体内可能存在特殊因子。
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3.2 前列腺素与白内障形成关系
文献报道前列腺素特别是PGE2可以刺激cAMP的生物合成[6]。当前列腺素作为第二信使与细胞膜上受体结合后，可激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP升高，进而影响细胞有丝分裂[6]，而当PGS水平下降后，cAMP水平将会相应下降，另有研究认为前列腺素作用可以调节晶体内氢氧化物的水平[7]。其中，过氧化氢在低浓度时是激活因子，而在高浓度时为抑制因子，H2O2可以影响晶体内环氧化酶的活性，而后者可以影响前列腺素的生物合成。
本研究发现在高浓度半乳糖作用下，白内障晶体内部分PGS水平，尤其是PGF2α含量有所下降，但PGE2，PGD2等无明显改变，同时发现白内障晶体内cAMP水平也未发生明显改变，PGF2α水平下降为cAMP的不明显改变提示可能前列腺素使晶体氢氧化物，尤其是H2O2增加，从而影响cAMP的作用机制，使晶体细胞分裂减少，导致晶体混浊形成。
, 百拇医药
4 参考文献
1 Kinoshita JH.Cataracts in galactosemia.Invest Ophthalmol Vis Sci，1965；4：786
2 Kinoshita JH.Mechanisms initiating cataract formation.Prictir Lecture.Invest Ophthalmol Vis Sci，1974；13：713
3 Keeting PE，Lysz TW，Centra M，et al.Prostaglandin biosynthesis in the rat lens.Invest Ophthalmol Vis Sci，1985；25：1083
4 Patterson CA，Eck BA.Influence of prostaglandins on cation movement in the lens.Exp Eye Res，1973；15：767
, http://www.100md.com
5 Lowry O，Fosebrough N，Farr A，et al.Protein measurement with the phenol reagent.J Biol Chem，1951；193：265
6 Von Sallmann L，Grimes P.Inhibition of cell division in rat lenses by prostaglandin fl.Invest Ophthalmol Vis Sci，1976；15：27
7 Pirie A.Glutathione peroxidase in lens and a source of hydrogen peroxide in aqueous humor.Biochem J，1965；96：244
(1997-12-04收稿，1998-04-20修回), 百拇医药