AIM2炎性体激活Caspase-1/GSDMD轴介导RPE细胞焦亡在视网膜缺血再灌注损伤中的机制研究OA

目的:探讨黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)炎性体通过激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(Caspase-1)/Gasdermin D(GSDMD)轴介导视网膜色素上皮(RPE)细胞焦亡在视网膜缺血再灌注损伤(IRI)中的作用及机制。方法:以人RPE细胞株ARPE-19及C57BL/6小鼠为研究对象。将ARPE-19分为5组,对照组为正常培养细胞,模型组为缺氧复氧(H/R)处理细胞,模型+AIM2-shRNA组为H/R联合AIM2沉默慢病毒感染细胞,模型+AIM2-shRNA-NC组为H/R联合慢病毒空载体感染细胞,模型+Casp-1-Inh组为H/R联合Caspase-1抑制剂Ac-YVAD-CMK处理细胞(每组n=5)。将35只成年雄性C57BL/6小鼠用随机数表法随机分为5组,其中Normal组为假手术处理小鼠,IRI组为IRI建模后生理盐水干预小鼠,IRI+AIM2-shRNA组为IRI建模后玻璃体腔注射AIM2沉默慢病毒小鼠,IRI+AIM2-shRNA-NC组为IRI建模后玻璃体腔注射空载体慢病毒小鼠,IRI+Casp-1-Inh组为IRI建模后腹腔注射Ac-YVAD-CMK小鼠,每组n=7。采用5-乙炔基-2''-脱氧尿苷(EdU)染色检测RPE细胞增殖活力,免疫荧光染色检测细胞中AIM2、Caspase-1阳性细胞率,Western blot检测RPE细胞及小鼠视网膜中AIM2、Caspase-1、Gasdermin D N端片段(N-GSDMD)蛋白表达,透射电子显微镜观察RPE细胞焦亡特征;视网膜电图(ERG)检测小鼠视网膜a波、b波振幅,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测小鼠视网膜中白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-18(IL-18)水平。结果:与对照组相比,模型组RPE细胞增殖活力、EdU阳性率降低(均P<0.05);AIM2、Caspase-1阳性细胞率及AIM2、Caspase-1、N-GSDMD蛋白表达升高(均P<0.05),细胞肿胀、膜结构破裂等焦亡特征明显增多。与模型组相比,模型+AIM2-shRNA组及模型+Casp-1-Inh组RPE细胞增殖活力、EdU阳性率升高,Caspase-1、N-GSDMD蛋白表达降低(均P<0.05)。与Normal组相比,IRI组视网膜a波、b波振幅降低(均P<0.05),视网膜组织中AIM2、Caspase-1、N-GSDMD蛋白及IL-1β、IL-18水平显著升高(均P<0.05)。与IRI组相比,IRI+AIM2-shRNA组及IRI+Casp-1-Inh组小鼠视网膜a波、b波振幅显著升高,视网膜组织中Caspase-1、N-GSDMD蛋白及IL-1β、IL-18水平显著降低(均P<0.05)。结论:在视网膜IRI中,AIM2炎性体可通过激活Caspase-1/GSDMD轴介导RPE细胞焦亡,加剧视网膜组织损伤及功能障碍;沉默AIM2或抑制Caspase-1活性可有效减轻RPE细胞焦亡及视网膜IRI程度。