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目的：ISL-1基因(Homebox gene)是同源框基因家族成员,是一类含有同源序列的基因, 它编码的蛋白作为转录调节因子调节神经细胞的分化和生长发育,控制基因表达形式,其表达产物主要在视觉神经系统的分化和生长发育中起着调制作用。本课题探讨ISL-1基因在幼猫视觉神经系统发育和单眼斜视及剥夺性弱视视皮质发病中的表达规律、所起作用及其意义。为临床防治斜视和剥夺性弱视提供参考依据并进一步认识弱视形成机制和寻找拮抗弱视形成及逆转弱视更行之有效的方法。
方法：随机将36只出生2-3wK健康幼猫分为3组：正常发育(Normal Develop.,ND)组12只;单眼斜视(Monocular Strabismus,MS)组12只动物手术眼别为右眼6只,左眼6只,术后内斜10-350不等。单眼剥夺(Monocular Deprived,MD)组动物手术封闭实验眼,右眼6只,左眼6只,共计12只。动物的饲养条件为正常发育ND、MS和MD组全部实验幼猫在同等自然视环境中散放喂养,从每只动物手术后一天算起到第16周时行视觉电生理(MPVEPs)检测。以6导程图形视觉诱发电位仪(6-channel-paRem visual evoked potential,6CPVEP)检测MS和MD弱视的形成后,应用生物素过氧化物酶标记链酶卵白素复合物(strept-avidin biotin-peroxidae complex,SABC)技术处理ISL-1基因单克隆抗体标记的正常ND,MS及MD组幼猫同侧视皮质17区组织连续切片,照相观察并行计算机图像分析和t-test处理。
结果：视皮质17区可见isl-1免疫阳性神经元呈棕褐色,细胞核呈棕褐色浓染,神经元胞浆及轴树突着色不明显,具有明显的细胞核着色形态学特征并主要分布在Ⅱ/Ⅲ、Ⅳ abc、Ⅴ和Ⅵ层。比较各组猫视皮质17区Ⅳ层isl-1免疫阳性细胞核染色浓度和数密度;ND/MS和ND/MD具有显著差异(P<0.01;P<0.001),MS和MD幼猫视皮质17区的isl-1与正常ND组相比其活性(细胞核染色浓度)减弱,且数量明显减少。
结论：①敏感期内MS和MD幼猫视皮质17区神经元核isl-1基因表达的浓度减弱和数量减少,提示MS和MD幼猫视觉系统神经元的is1-1基因调制神经生长发育及分化的能力衰弱或因其表达减弱启动了神经元的退变行为,它可能是形成斜视和剥夺性弱视产生的内在因素,而视觉环境的紊乱及形觉剥夺则是外在因素,存在着两者互为影响制约关系。
②敏感期内矫正斜视和剥夺可使弱视逆转与视觉神经系统内isl-1基因表达的塑性变化有关。
③isl-1基因变化遵循优胜劣汰的双眼竞争原则,它是导致视觉系统传导路神经元塑性变化的重要启动基因,即它可能是导致视觉神经系统进化并调制生长发育的初始基因。④ISL-1在神经元表达部位主要在细胞核,其活性终生存在, 在研究退行性变疾病及弱视发病机理中为不可忽视的重要作用因子之一。至于ISL-1与NTFs和bcl-2及NMDA受体之间的关系是否具有协同,辅助及交互作用目前还难以解释,有待进一步探讨研究。