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目的:建立豚鼠镜片诱导型近视眼模型(Lens induced myopia, LIM),观察前部及后极部视网膜色素上皮(Retinal pigment epithelial cells, RPE)细胞及巩膜成纤维(Scleral fibroblasts, SF)细胞的生长周期变化,观察RPE细胞和SF细胞内基质金属蛋白酶(matrix metallopeptidase2, MMP-2)、转化生长因子-β2(transforming growth factor-beta2, TGF-(32)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)的表达变化;观察外源性转化生长因子(TGF-β2)对豚鼠眼球前部及后极部SF细胞生长周期的影响,观察TGF-β2对豚鼠眼球前部及后极部SF细胞基质金属蛋白酶(MMP-2)、转化生长因子-β2受体(Transforming Growth Factor-β receptor type2, TβR II)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)衣达的影响;结合TGF-β2对细胞力学特性的影响,观察SF细胞的力学特性变化。方法:取出生后2周龄的豚鼠30只(60只眼)雌雄不限,分为A、B、C三组,每组10只,随机选取一只眼为实验眼(LIM眼),对侧眼为自身对照眼(Self-control, SC眼)。实验眼采用离焦点方法,用-10.00D凹透镜诱导成近视眼模型。 A、B、C三组试验眼-10.00D凹透镜诱导时间分别为6天、15天、30天。实验前后检测每组豚鼠双眼屈光状态,用A超测双眼眼轴长度。另取5只(10眼)豚鼠不作任何干预,作为正常对照眼(Norma-contro, NC组)。细胞酶消化法原代培养豚鼠眼球前部及后极部RPE细胞,并传2代。免疫细胞化学法鉴定培养的细胞,利用免疫细胞化学法、荧光定量PCR (Q-PCR)法和Western Blot法对每组实验眼和对照眼前部及后极部RPE细胞的TGF-β2、bFGF的表达进行半定量及定量检测;用流式细胞仪检测每组实验眼和对照眼前部及后极部RPE细胞的生长周期。结果用SPSS13.0统计软件进行统计分析。组织块培养法培养豚鼠眼球前部及后极部SF细胞,并传2代。免疫细胞化学法鉴定培养的细胞,免疫细胞化学法、荧光定量PCR (Q-PCR)法和Western Blot法对每组实验眼和对照眼前部及后极部SF细胞MMP-2、 TGF-β2、 bFGF的表达进行半定量及定量检测;用流式细胞仪检测每组实验眼和对照眼前部及后极部SF细胞的生长周期;利用细胞微管吸吮的方法测定每组实验眼和对照眼前部及后极部SF细胞的力学特性。结果用SPSS13.0统计软件进行统计分析。用组织块培养法培养豚鼠后极部SF细胞并传2代,免疫细胞化学法鉴定培养的细胞。将不同质量浓度的TGF-β2(分别为0、1、10、100ng/ml)加入无血清DMEM中作用24h,利用免疫细胞化学法、荧光定量PCR (Q-PCR)法和Western Blot法对每组实验眼和对照眼后极部SF细胞MMP-2、 TβRⅡ、bFGF的表达进行半定量及定量检测;用流式细胞仪检测每组后极部SF细胞的生长周期;用细胞微管吸吮的方法测定各组实验眼和对照眼SF细胞的力学特性。结果用SPSS13.0统计软件进行统计分析。结果:1RPE细胞和SF细胞中TGF-β2、 bFGF、 MMP-2的表达:免疫细胞化学、荧光定量PCR (Q-PCR)及Western Blot去结果显示:①A、B、C三组实验眼和对照眼前部及后极部RPE、 SF细胞均有TGF-β2的表达,三组实验眼前部及后极部与自身对照眼相应前部及后极部比较,实验眼中TGF-β2的阳性率高于自身对照眼(P<0.05)。实验眼中前部RPE细胞、前部SF细胞于15天阳性率增高,30天阳性率最高;后极部RPE和SF细胞于6天阳性率开始增高,至15天阳性率最高,以后保持较高的阳性率(P<0.05);30天时后极部RPE细胞、SF细胞TGF-β2的阳性率明显低于同期前部RPE细胞、SF细胞阳性率(P<0.05);三组自身对照眼自身前部及后极部RPE、 SF细胞TGF-β2阳性率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。②A、B、C三组实验眼和对照眼前部及后极部RPE细胞、SF细胞均有bFGF的表达,实验眼前部及后极部与自身对照眼相应前部及后极部比较,实验眼中bFGF的阳性率低于自身对照眼,差异有显著统计学意义(P<0.05)。而且,随着诱导时间的延长,A、B、C三组实验眼的阳性率逐渐降低,差异有显著统计学意义(P<0.05), A、 B、 C三组自身对照眼的阳性率不变,差异无统计学意义(P>0.05);实验眼和自身对照眼各组自身前部及后极部比较,差异无统计学意义(P>0.05)。③A、B、C三组实验眼和对照眼前部及后极部SF细胞均有MMP-2的表达,实验眼前部及后极部与自身对照眼相应前部及后极部比较,(LIM组)实验眼中MMP-2的阳性率高于自身对照眼(P<0.05)。实验眼中前部SF细胞于15天阳性率增高,30天阳性率最高;后极部SF细胞于6天阳性率开始增高,至15天阳性率最高,以后保持较高的阳性率(P<0.05);30天时后极部SF细胞MMP-2阳性率仍明显低于同期前部SF细胞阳性率(P<0.05);各组自身对照眼自身前部及后极部SF细胞MMP-2阳性率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。2TGF-β2对SF细胞MMP-2.TβRⅡ、bFGF表达的影响免疫细胞化学、荧光定量PCR(Q-PCR)及Western Blot法结果显示:实验眼0ng/ml TGF-β2组与对照眼0ng/ml TGF-β2组比较,实验眼MMP-2的阳性率明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。实验眼和对照眼SF细胞在TGF-β2浓度为10ng/ml时MMP-2的阳性率最高(P<0.05)。实验眼0ng/ml TGF-β2组与对照眼0ng/ml TGF-β2组比较,实验眼TβR Ⅱ的阳性率明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。实验眼和对照眼SF细胞随着TGF-β2浓度的增高TβRⅡ的阳性率越来越高。经统计学分析SF细胞阳性率和TGF-β2浓度有明显的相关性。(P>0.05)。实验眼0ng/ml TGF-β2组与对照眼0ng/ml TGF-β2组比较,实验眼bFGF的阳性率明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。实验眼和对照眼SF细胞随着TGF-β2浓度的增高bFGF的阳性率变化无明显统计学意义(P>0.05)。3流式细胞仪检测细胞生长周期结果:A、B、C三组实验眼后极部RPE细胞、SF细胞于诱导6天后,G0/G1期细胞百分比明显升高,S期百分比明显下降,15天时G0/G1期细胞百分比继续升高,S期百分比继续下降。但到30天时G0/G1期细胞百分比又有所降低,S期百分比又有所升高,与对照组相比差异仍有统计学意义(P<0.05)。A、B、C三组实验眼前部RPE细胞、SF细胞于诱导15天后,G0/G1期细胞百分比才开始明显升高,S期百分比明显降低,与对照眼相比差异有统计学意义(P<0.05),但到30天时G0/G1期细胞百分比又有所降低,S期百分比又有所升高,与对照眼相比差异仍有统计学意义(P<0.05)。A、B、C三组实验眼相同诱导时间前部RPE细胞、SF细胞与后极部RPE细胞、SF细胞比较,两者差异有统计学意义(P<0.05)。4细胞超微结构变化A、B、C三组实验眼后极部RPE细胞、SF细胞于诱导6天后,胞核外形不规则,胞质水中,胞浆内线粒体较多而小、部分线粒体水肿,粗面内质网扩张、内质网及核糖体等细胞器均减少,细胞界膜不清,部分界膜消失。A、B、C三组实验眼前部RPE细胞、SF细胞于诱导15天后,始见细胞核外形不规则,胞质水肿,胞浆内线粒体较多而小、部分线粒体水肿,粗面内质网扩张、内质网及核糖体等细胞器均减少,细胞界膜不清,部分界膜消失。5细胞力学研究结果(1)透镜诱导后巩膜成纤维细胞自身力学特性改变①不同诱导时间实验眼前部SF细胞力学特性比较及统计学分析实验眼前部SF细胞平衡杨氏模量、表观黏性6天组与15天组比较差异无统计学意义(P>0.05),30天组与6天组、15天组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。②不同诱导时间实验组后极部SF细胞力学特性比较及统计学分析实验眼后极部SF细胞平衡杨氏模量、表观黏性15天组与30天组比较差异无统计学意义(P>0.05),6天组与15天组、30天组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。③不同诱导时间自身对照眼前部及后极部SF细胞力学特性比较及统计学分析在诱导6天、15天、30天时,自身对照眼前部与后极部SF细胞平衡杨氏模量、表观黏性结果比较,差异无统计学意义(P>0.05);两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。④各组实验眼的SF细胞力学特性与各组对照眼比较,论是平衡杨氏模量还是细胞表观黏性,实验眼前部于30天时与自身对照眼前部比较均增高,其差异有统计学意义(P<0.05);实验眼后极部于15天、30天时与自身对照眼后极部比较均增高,其差异有统计学意义(P<0.05)。⑤经统计学分析:各诱导时间段自身对照眼巩膜细胞的杨氏模量、细胞表观黏性均与实验眼巩膜细胞的杨氏模量、细胞表观黏性有显著统计学差异(P<0.05)。(2)TGF-β2对SF细胞的力学特性变化的影响实验眼0ng/ml TGF-β2组与对照眼O ng/ml TGF-β2组比较,实验眼SF细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数明显升高,二者之间差异有统计学意义(P<0.05)。实验眼与对照眼在TGF-β2作用下,0ng/ml组与1ng/ml组、10ng/ml组比较,细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数差异均有统计学意义(P<0.05)。实验眼和对照眼培养细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数与TGF-β2的质量浓度均呈正相关(r=0.743、r=0.533;r=0.654、r=0.576),实验眼和对照眼中的0ng/ml组与100ng/ml组比较,SF细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数差异均无统计学意义(P>0.05)。实验眼1ng/ml组、10ng/ml组与对照眼1ng/ml组、10ng/ml组比较,SF细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数之间差异有统计学意义(P<0.05):实验眼100ng/ml组与对照眼100ng/ml组比较,SF细胞的平衡杨氏模量、黏弹性参数差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1LIM模型可使RPE及SF细胞TGF-β2及MMP-2表达上调,并且表达水平存在时间和部位上的差异;同时使bFGF表达下调,但不存在明显的时间和部位上的差异。2LIM模型及TGF-β2刺激均可诱导RPE及SF细胞增殖抑制。3TGF-β2刺激可诱导RPE及SF细胞超微结构变化,同时上调MMP-2及TβRⅡ的表达,但对bFGF表达无明显作用。4LIM模型可使SF细胞平衡杨氏模量及粘弹性参数明显升高,产生“硬化”现象,且前部与后极部细胞发生变化的时间存在差异。5低浓度TGF-β2刺激可降低SF细胞的平衡杨氏模量及粘弹性参数。