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目的:
评价海藻糖(Trehalose,Th)和环孢霉素A(Cyclosporin A,CsA)对智能环境控制系统(Intelligent Controlled Environmental System,ICES)下小鼠干眼的预防作用,并对其预防机制进行初步探讨;比较二者的预防效果。
方法:
选用4-6周龄雌性Balb/c小鼠40只,随机均分为正常对照组(NC)、干眼对照组(NT)、海藻糖干预组(TT)和环孢霉素A干预组(CT)。其中,正常对照组小鼠饲养于正常环境下(相对湿度:60%-80%;风速:0m/s;温度:21-23℃),无任何干预。干眼对照组、海藻糖干预组和环孢霉素A干预组小鼠均饲养于正常环境下一周后放入智能环境控制系统(相对湿度:15±3%;风速:2.1±0.2 m/s;温度:21-23℃)内3周。海藻糖干预组和环孢霉素A干预组小鼠放入智能环境控制系统前,正常环境下预防性用药1周,滴双眼,10μl/次,4次/天。放入智能环境控制系统后按原方法持续给药3周。海藻糖干预组和孢霉素A干预组小鼠所滴加的滴眼液分别为30mg/ml海藻糖滴眼液(Trehalose eyedrops,T2255)和0.05%环孢霉素A滴眼液(CyclosporinA eyedrops,CsA)。实验进行4周后,应用角膜荧光素染色(Corneal fluorescein staining,CF)、免疫组织化学染色(Immunohistochemistry staining,IH)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和免疫荧光染色(Immunofluorescence staining,IF)等方法,观测角膜屏障功能、眼表组织形态、凋亡标志物表达以及结膜CD4阳性T细胞表达的改变。
结果:
与正常对照组相比,干眼对照组小鼠的角膜荧光素染色明显增加(NCvs.NT=P<0.01),角膜上皮细胞失去正常的形态与排列顺序,厚度明显变薄(28.23±1.67μm vs.20.30±1.19μm;NC vs.NT;P<0.01),表层脱落细胞增多,结膜上皮细胞结构紊乱,鳞状化生增加,杯状细胞密度显著下降(superior:30±4 vs.19±3;inferior:32±4 vs.20±2;NC vs.NT;P<0.01),caspase-3阳性细胞数(corneal epithelium:5±1 vs.15±3;conjunctival epithelium:7±3 vs.30±4;NC vs.NT;P<0.01)及结膜CD4阳性T细胞(CD4-positive T cells)表达显著增加;海藻糖干预组和环孢霉素A干预组与干眼对照组比较,荧光素染色评分降低(TT or CT vs.NT;P<0.01 each group),角膜上皮细胞接近正常的形态与排列顺序,表层脱落细胞减少,角膜上皮厚度(27.01±0.97μm or26.2±1.14μm vs.20.30±1.19μm;TT or CTvs.NT;P<0.01 each group)和结膜杯状细胞数量显著增加(superior:28±2 Of24±3 vs.30±4;inferior.30±4 or25±4 vs.32±4;TT or CT vs.NT;P<0.01 eachgroup),眼表上皮caspase-3阳性细胞数降低(corneal epithelium:7±2 or11±2 vs.5±1 TT or CT vs.NT;P<0.01 or P<0.05;conjunetival epithelium:14±3 or22±4vs.7±3;TT or CT vs.NT;P<0.01 each group)。同时观察到,在对结膜上皮鳞状化生、杯状细胞数量减少(superior or inferior;TT vs CT;P<0.05 each region)和眼表上皮凋亡(corneal or conjunctival epithelium;TT vs CT;P<0.05 or P<0.01 each region)的抑制程度上,海藻糖干预组优于环孢霉素A干预组;海藻糖干预组和干眼对照组结膜组织CD4阳性T细胞表达较正常对照组和环孢霉素A干预组显著增多,且TT与NT组无明显差别。
结论:
海藻糖对智能环境控制系统下小鼠干眼的发生起到了有效的预防作用,其预防机制可能与增强机体抗干燥能力,从而防止眼表细胞损伤、抑制杯状细胞减少和眼表细胞凋亡有关;在部分动物干眼模型的检测指标上,海藻糖滴眼液的预防效果优于环孢霉素A。