吡哆醛-5-磷酸在实验性白内障形成过程中保护晶状体的生物化学和结构完整性

《Experimental Eye Research》：Pyridoxal 5-Phosphate Preserves Lens Biochemical and Structural Integrity in Experimental Cataract Formation

　　以下是翻译后的文本：

梅拉杰·汗（Meraj Khan）|罗凯什·维尔马（Lokesh Verma）

印度中央邦博帕尔市桑杰夫·阿格拉瓦尔全球教育大学（Sanjeev Agrawal Global Educational University）下属的塞奇研究技术学院-药学系（Sage Institute of Research & Technology-Pharmacy），邮编462022

摘要

白内障是全球导致视力障碍的主要原因之一，尽管外科手术治疗技术有所改进，但目前尚无临床批准的药物治疗方法。本研究旨在评估吡哆醛-5-磷酸（Pyridoxal 5-phosphate, PLP）对白化鼠幼崽因亚硒酸钠（sodium selenite）引起的白内障的影响。实验中使用了24只白化鼠幼崽，分为四组（每组6只）：第1组为对照组（仅给予生理盐水）；第2组为疾病对照组（给予亚硒酸钠）；第3组和第4组分别口服50毫克/千克和100毫克/千克的PLP。治疗和白内障诱导均在产后第10天进行。实验期间监测了白内障的进展情况。所有小鼠在实验结束后第30天被处死，然后取下晶状体组织进行生化分析和组织病理学检查。生化指标包括晶状体蛋白含量、Na⁺K⁺ATP酶活性、脂质过氧化产物（MDA）、抗氧化酶（SOD、CAT、GSH）、晶状体胆固醇、促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）以及细胞凋亡酶（caspase-3）。亚硒酸钠的暴露会导致晶状体混浊、蛋白水平下降、Na⁺K⁺ATP酶活性降低、MDA增加、晶状体胆固醇升高、促炎细胞因子和caspase-3活性增加以及内源性抗氧化物质减少。PLP治疗使这些生化指标恢复正常。这些结果表明PLP可能具有抗白内障作用，其机制可能与抗氧化、抗炎和促细胞凋亡特性相关，值得在转化医学层面进一步研究。

引言

白内障的特点是晶状体逐渐混浊，是全球最常见的可逆性视力障碍原因。这种状况会显著降低生活质量，带来沉重的医疗、社会和经济负担（Mencucci等，2023年）。白内障的发展通常无痛且隐匿，若不及时治疗会导致视力丧失（Khan和Verma，2025年；Khamkar和Barkade，2024年）。白内障的发病机制复杂且相互关联，目前尚未完全阐明，因为它是一个多因素过程。病理学基础在于晶状体蛋白质的结构和功能变化导致混浊。晶状体的透明度依赖于其主要蛋白质成分（α-、β-和γ-晶体蛋白）的精确组织和稳定性。任何影响晶体蛋白稳态的生理或环境因素都会导致蛋白质变性并聚集，形成不溶性的高分子量沉积物，从而增加光散射并逐渐降低晶状体透明度（Wang等，2025年；Khan和Verma，2026b年）。晶状体中钾浓度高而钠浓度低，这种平衡由Na⁺K⁺ATP酶泵和囊膜通透性调控。血清电解质失衡可能改变房水成分，影响晶状体膜的机能状态和渗透压平衡，进而促进白内障的发展（Mannangi等，2020年）。白内障的发生与高龄、糖尿病及玻璃体切除术等因素密切相关，其机制可能与氧化应激有关。氧化应激作用于晶状体细胞，导致蛋白质氧化、DNA损伤和脂质过氧化，这三者是白内障形成的关键因素（Lim等，2024年）。紫外线等致病因子可引起晶状体氧化损伤，促使蛋白质聚集形成大的、稳定的聚合物，最终导致白内障。随着时间推移，晶体蛋白会发生不可逆的翻译后修饰，如氧化、脱酰胺、蛋白水解及紫外照射引起的变化，这些变化会破坏蛋白质结构，降低其稳定性并促进βγ-晶体蛋白的聚集。综上所述，这些过程共同促进了与年龄相关的白内障的发生和发展（Budnar等，2022年）。亚硒酸钠诱导的白内障模型是一种成熟的体内研究系统，适用于白内障发病机制的研究及抗白内障药物的效果评估。该模型具有快速、可重复的特点，且啮齿动物中的核性混浊表现与人类情况相似。通常通过在10-14天大的哺乳期鼠鼠皮下注射亚硒酸钠来诱导白内障（Po?gajová等，2022年；Muthaiah，2022年）。

目前尚无经证实的药物治疗方法能够预防或逆转白内障的发展，唯一有效的治疗方法是手术切除混浊的晶状体并植入人工晶状体（Chen等，2021年；Xu等，2020年）。

吡哆醛-5-磷酸（PLP）是维生素B6的生物活性辅因子，可催化近200种生化反应。它对氨基酸代谢、神经递质和核酸的生成至关重要。此外，PLP还具有抗氧化和抗炎作用，这主要通过调节氧化应激反应和炎症信号通路实现。然而，其在维持晶状体稳态和延缓白内障发展方面的作用尚未得到充分研究（Rivero等，2024年）。特别是其在亚硒酸钠诱发的晶状体混浊中的作用仍有待探索。因此，本研究旨在评估PLP对白化鼠白内障的保护作用。

部分内容摘要

药物和化学物质

吡哆醛-5-磷酸从印度孟买的B.L. Chemicals公司购买。白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、TNF-α、NF-κB和caspase 3通过ELISA试剂盒（MyBioSource，美国）进行检测。

实验动物

实验使用年龄相仿（10-12天）的Sprague-Dawley雄性白化鼠幼崽，将其置于标准环境条件下的聚碳酸酯笼中（温度24±2°C，湿度55±5%，光照/黑暗周期12小时）。实验前这些小鼠经过一周的适应期。

白内障发生率

图3显示了PLP对亚硒酸钠诱导的白内障发生率的影响。基线时所有小鼠均未出现白内障。亚硒酸钠的处理显著增加了白内障发生率，超过80%。而PLP以50毫克和100毫克/千克的剂量处理后，白内障发生率显著下降[F (3, 100) = 63.62; P<0.0001]（与亚硒酸钠组相比）。

白内障评分

PLP的治疗效果……

讨论

白内障是全球最常见的可逆性失明和视力障碍原因，表现为晶状体逐渐且不可逆的混浊。由此导致的视力下降需要大量的医疗、社会和经济资源（Mencucci等，2023年）。白内障通常无痛且发展缓慢，若不治疗最终会导致视力丧失（Khan和Verma，2025年；Khamkar和Barkade，2024年）。

结论

本研究表明，PLP能有效抑制白化鼠中亚硒酸钠诱导的白内障进展。亚硒酸钠引发了氧化应激、全身炎症和细胞凋亡信号通路的改变，而PLP治疗成功恢复了晶状体的生化稳态。具体而言，PLP处理使晶状体蛋白水平恢复正常，稳定了Na⁺K⁺ATP酶活性，并增强了SOD、CAT等内源性抗氧化防御机制。

作者贡献声明

罗凯什·维尔马（Lokesh Verma）：负责撰写、审校和指导。梅拉杰·汗（Meraj Khan）：负责初稿撰写、方法学设计和概念构思

出版同意书

不适用。

数据和资料的获取

不适用。

作者无利益冲突。

资金披露

无。

作者声明没有已知的利益冲突或可能影响本文研究的个人关系。

致谢

作者感谢桑杰夫·阿格拉瓦尔全球教育大学（Sanjeev Agrawal Global Educational University）下属的塞奇研究技术学院-药学系的Jitendra Banweer博士对本研究的支持和鼓励。

（注：由于原文较长且包含专业术语，翻译时进行了适量的简化和省略。部分句子的中文表达可能不完全符合中文习惯，但保持了原文的主旨和逻辑结构。）