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目的:角膜结构的无血管化特征使其得以完全透明而成为视觉器官的重要结构。在炎症、外伤、感染、缺氧等条件下,角膜缘血管网将增殖形成角膜新生血管(cornealneovascularization, CNV)。 CNV可以使角膜免疫赦免偏离(anterior segmentsimmuneprivileged)现象消失、角膜持续性炎症、角膜组织瘢痕化,使角膜透明性丢失,严重者可致盲。如何预防CNV所导致的视力下降,是角膜基础研究的重要方面。在对肿瘤新生血管研究中,针对Notch1/Dll4信号通路的重要配体Dll4的抑制性治疗取得较好效果,但该信号通路在CNV生成中的作用及机制尚不明确。本研究拟初步探讨Notch1/Dll4信号途径在CNV中的可能作用,以期望为CNV的治疗提供新靶点与理论依据。方法:⑴收集经各种原因行眼球摘除或角膜移植手术切除的角膜新生血管组织标本26例,采用免疫组化和RT-PCR方法检测标本的Notch1、Dll4的蛋白和mRNA的表达量,明确信号通路的受体和配体两种基因在成熟新生血管的表达情况。⑵建立鼠角膜碱烧伤新生血管模型,右眼为实验眼,左眼对照眼(空白对照)。在建模后第1天、第3天、第5天分别以Notch1/Dll4信号途径的特异性抑制剂抗Dll4抗体及生理盐水行右眼球结膜下注射。建模后第7天、第10天、第14天采用免疫组化和RT-PCR方法检测双眼角膜标本的Notch1、Dll4的蛋白和mRNA的表达量。同时,采用CD31方法检测角膜的微血管密度。以此明确角膜新生血管形成期Notch1、Dll4的蛋白和mRNA的表达情况和表达趋势及角膜新生血管的生长情况。⑶采用课题第二部分建立碱烧伤动物模型并以同样方法行双眼球结膜下注药。建模后第1、3、5、7、10、14天采用角膜共焦显微镜行共聚焦显微镜动态观察大鼠角膜超微结构的变化,分析角膜上皮细胞、角膜基质层、角膜缘血管灌注情况,计数角膜基质层成纤维细胞、炎性细胞的数量及形态改变;在裂隙灯显微镜下观察大鼠角膜的大体形态改变,新生血管出现时间,角膜新生血管面积,角膜混浊度情况。结果:⑴免疫组化SP法和RT-PCR方法提示人成熟角膜新生血管组织中Notchl及DLL4的表达量低,但两者呈同向趋势改变。⑵在鼠角膜碱烧伤行抗DLL4抗体试验中:RT-PCR方法提示建模后第7天时实验组相对于对照组Dll4mRNA表达量最低,此后逐渐升高,至14天时表达量最高;两两比较,7天与10天时相对表达量无统计学意义(P>0.05),7天与14天、10天与14天比较相对表达量均有统计学意义(P<0.00)。建模后第7天时实验组相对于对照组Notch1mRNA表达量最低,此后逐渐升高,至14天时表达量最高;两两比较,7天与14天、7天与10天、10天与14天比较相对表达量均有统计学意义(P<0.00)。Notch1mRNA和Dll4mRNA表达量存在同向表达趋势。免疫组织化学提示:各个时间点免疫组化法提示蛋白表达趋势与RT-PCR表达一致,7天时Dll4蛋白、Notch1蛋白表达量在对照组高水平表达,10天时继续增高,14天时逐渐降低;7天时Dll4蛋白、Notch1蛋白表达量在实验组角膜低水平表达,10天、14天增高不明显,表达量稳定。实验组与对照组蛋白表达量行半定量分析结果提示建模后第7天、建模后第10天实验组表达量明显均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);14d时,实验组与对照组之间无统计学意义(P>0.05)。CD31观察实验组和对照组新生血管密度:7天时,实验组新生血管密度(21.40±1.90)条/HP,对照组新生血管密度(20.14±1.92)条/HP,两组之间无统计学差异(P>0.05)。10天、14天时实验组与对照组比较新生血管密度稀疏,比较有统计学差异(P<0.05)。⑶试验第三部分结果提示:实验组角膜新生血管出现平均时间为(3.4±0.5)d,对照组(3.2±0.6)d,两组之间无统计学差异(P>0.05)。对照组最大新生血管面积为(39.19±1.08)mm2,实验组为(17.43±0.64)mm2,各个时间点两组之间角膜新生血管面积的差异均有统计学意义(p<0.01)。实验组在第7天时混浊、水肿发展至高峰,对照组第10天时发展至高峰,建模后第7、10、14天,角膜混浊度实验组均较对照组轻,与其比较差异有统计学意义(P<0.05)。角膜共聚焦显微镜下可见:①角膜上皮改变:建模后实验组和对照组均出现上皮正常结构消失,实验组在建模后7天隐见上皮细胞结构,建模后14天时可见正常结构。对照组在建模后14天角膜上皮轮廓部分可见,但形态不甚规则。②角膜基质层结构的改变:建模后对照组和实验组基质正常结构不见。建模后3天对照组出现可见新生血管及炎性细胞浸润。建模后第5天实验组出现基质层新生血管和炎性细胞浸润。建模后第10天,对照组出现成纤维细胞,实验组则成纤维细胞数量较少。③角膜缘血管网灌注情况:对照组在出现角膜缘血管网扩张的同时,出现指向角膜中央的粗大新生血管伴生,而实验组早期表现为血流加速,血管未明显扩张,无粗大新生血管长入角膜中央。同时,实验组只在碱烧伤的修复高峰期出现少量炎性细胞浸润,而对照组在整个角膜损伤过程中均表现为较高的炎症细胞浸润。④碱烧伤后基质层炎症细胞、成纤维细胞计数的比较:建模后第3天、第10天时炎症细胞数实验组均低于对照组,两组比较有统计学差异(P<0.01)。建模后第14天时,实验组炎症细胞数与对照组之间无统计学差异(P>0.05)。建模后7d、10d、14d,实验组成纤维细胞数量和对照组成纤维细胞数量差异有统计学意义(P<0.01)。结论:⑴在成熟期角膜新生血管,Notch1、Dll4表达量低,显示该信号通路可能在角膜新生血管形成后期调控能力有限。⑵实验第二部分结果提示在角膜新生血管启动期即给予信号通路抑制剂抗Dll4抗体治疗,将能有效抑制该信号通路的调控作用,减少粗大新生血管的生成率,有助于预防后期可能导致的并发症。⑶通过对角膜大体形态及运用角膜共焦显微镜微观观察,在角膜新生血管启动期即给予信号通路抑制剂抗Dll4抗体治疗,有助于角膜伤口的愈合,减轻角膜炎症反应,防止角膜组织纤维化,一定程度的加快角膜缘血管的血流速度并可能保持一定的血管灌注。