含辅酶 Q10 的滴眼剂可通过保护线粒体功能来防止 UVB 引起的角膜细胞损伤并促进角膜伤口愈合
含 CoQ10 的眼药水可促进角膜上皮去除后伤口的愈合
最后在兔角膜伤口愈合模型中评估了 CoQ10 滴眼液的效果。兔子眼睛(每组五只)单独用载体或用CoQ10眼用溶液治疗。手术后立即,载体或治疗动物之间没有明显差异(图3A)。有趣的是,在手术12小时后,与用媒介物治疗的动物相比,用含CoQ10的眼用溶液治疗的动物显示受损区域显着减少,并且这种显着差异持续到角膜上皮去除后48小时(图3A、3B)。
图3
辅酶 Q10 滴眼液可促进角膜上皮去除后伤口的愈合。 机械去除角膜上皮后,五只兔子的眼睛仅用载体或用CoQ10眼用溶液治疗(每天滴注3次,每只眼睛两滴)。 通过不同时间点的荧光素染色评估伤口愈合情况(A)。 通过分析软件(B)计算荧光素阳性面积。 图像显示了三个独立实验的结果 (A)。 (B) 误差棒:代表三个独立实验的平均值±SEM。 *P < 0.05,方差分析加上 Tukey 事后检验。
查看原件下载幻灯片
辅酶 Q10 滴眼液可促进角膜上皮去除后伤口的愈合。机械去除角膜上皮后,五只兔子的眼睛仅用载体或用CoQ10眼用溶液治疗(每天滴注3次,每只眼睛两滴)。通过不同时间点的荧光素染色来评估伤口愈合情况(A)。通过分析软件计算荧光素阳性面积(B)。图像显示了三个独立实验的结果 ( A )。( B )误差线:代表三个独立实验的平均值±SEM。* P < 0.05,方差分析加上 Tukey 事后检验。
讨论
许多研究报告了辅酶 Q10 对与线粒体功能障碍相关的病理状况的有益影响,以及随后产生的自由基的密集产生。辅酶 Q10 在医源性损伤后起到抗氧化剂和自由基清除剂的作用,并具有对抗自由基有害作用的保护作用。此外,在眼科领域,已经发表了几项研究,探讨其在屈光手术后角膜伤口愈合和减少角膜细胞凋亡中可能发挥的重要作用。据我们所知,这是第一个试图揭示CoQ10在角膜伤口愈合过程中功效机制的研究。
在目前的工作中,我们评估了 CoQ10 滴眼液对不同上皮应激条件的潜在保护作用。首先,我们采用体内和体外方法研究了 CoQ10 滴眼液对 UVB 诱导的细胞损伤的保护作用。有趣的是,我们发现当兔子的眼睛在含有 CoQ10 滴眼液的情况下暴露于 UVB 辐射时,所造成的损伤有所减轻。为了证实所观察到的效果确实是由于辅酶 Q10 的特性所致,我们在同一模型中测试了含有不同辅酶 Q10 浓度的眼药水,发现较高的辅酶浓度在 UVB 照射后效果更好。有趣的是,使用培养的 HCE 细胞在体外也获得了相同的结果。即使在这种情况下,在暴露于 UVB 辐射期间 CoQ10 眼用溶液的存在也导致了更好的存活率(通过乳酸脱氢酶的释放率进行评估)和更好的线粒体功能(通过这些细胞器减少底物 MTT 的能力进行评估)。为了更好地阐明所观察到的保护作用背后可能的分子机制,我们评估了暴露于 UVB 辐射并用 CoQ10 眼用溶液处理或未处理的细胞中不同的代谢参数是否受到影响。首先,我们评估了线粒体膜电位,因为当细胞器的功能率降低时,该参数通常会降低,并且我们发现线粒体电位不受 UVB 暴露或 CoQ10 处理的影响。有趣的是,我们还观察到暴露于 UVB 辐射的细胞中线粒体 ATP 生成和耗氧量减少。对这些明显相互矛盾的结果的一个可能的解释是,线粒体膜电位是由质子梯度引起的,该梯度是由呼吸复合物的质子挤出和质子通过 ATP 合酶的进入引起的。因此,在电子通量减少同时发生以降低 ATP 合酶活性的情况下,呼吸频率的降低(导致耗氧量减少)并不总是与线粒体膜电位的降低相关。
然而,当在暴露期间将 CoQ10 眼用溶液添加到培养基中时,这些减少被阻止。我们还发现,UVB 暴露后的治疗并不能恢复正常的 ATP 产生和呼吸功能。与在暴露期间处理细胞所显示的保护效果形成鲜明对比的是,我们观察到即使在照射结束后延长治疗效果也会降低。这可能是由于该实验环境中使用的程序所致,因为为了处理细胞,用眼用溶液代替了培养基。长时间缺乏培养基可能是造成图 2B和2C中观察到的效果的原因。
最后,由于我们描述了经辅酶 Q10 处理的细胞中线粒体功能的增强,我们想知道含辅酶 Q10 的眼药水是否能够改善屈光手术模型中的伤口愈合,据报道,在屈光手术中,更高的线粒体活性可以促进伤口愈合。是有益的。3 , 4与 HCE 细胞中的发现一致,我们发现辅酶 Q10 眼药水治疗可在体内条件下更快地从上皮去除中恢复。
最近,有报道称CoQ10在调节线粒体诱导的细胞凋亡中的作用。特别是,CoQ10 充当自由基清除剂,因此控制线粒体过渡孔的开放。7此外,其他机制也被认为对于 CoQ10 在各种条件下发挥的有益作用至关重要。据推测,CoQ10 可能是线粒体 PTP (mPTP) 复合物的一部分,充当其开放的抑制剂。18因此,CoQ10 可以独立于其作为有效自由基清除剂的作用来防止细胞凋亡。
然而,由于在损伤后使用辅酶 Q10 滴眼液治疗会失去功效,因此我们假设辅酶 Q10 依赖性保护可能归因于其清除反应性自由基的众所周知的能力。3
总之,CoQ10 可以通过几种不同的机制影响上皮伤口愈合。CoQ10 可以提高角膜上皮细胞培养物的活力和线粒体生物能学,从而提高角膜病变后的治愈率。
https://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2266035