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目的 目前近视已成为中国的一种“国病”,然而近视的发病机制尚不明确。有研究表明:巩膜胶原降解增多是近视发生时的关键改变之一,但其调控机制尚不明确。我们课题组前期对C57BL/6J小鼠进行形觉剥夺之后发现: 1)巩膜基质金属蛋白酶-2(Matrix metalloprotease-2,MMP-2)表达增加; 2)巩膜后极部巨噬细胞数量明显增加,并且其分泌 MMP-2 的功能增强; 3)增加的巨噬细胞可能主要来源于血液中单核细胞的趋化。 为了进一步明确巩膜巨噬细胞在近视发生发展中的作用机制及其主要来源,本研究将利用Cre/Loxp系统分别, 1)条件性敲除巨噬细胞MMP-2,研究其对小鼠正常屈光发育以及形觉剥夺性近视的影响; 2)条件性敲除成纤维细胞趋化因子配体2(Chemokine ligand 2,CCL2),研究其对小鼠正常屈光发育以及形觉剥夺性近视的影响。通过上述研究将进一步探索巩膜巨噬细胞在近视发生发展进程中的作用机制。 方法: 本研究的实验动物是基于Cre/Loxp系统的转基因小鼠: 1)条件性敲除巨噬细胞 MMP-2 的小鼠:巨噬细胞-Cre 小鼠(LysMcre)与Mmp-2-flox小鼠(Mmp-2fl/fl)交配得到特异性敲减巨噬细胞Mmp-2小鼠(LysMcre Mmp-2fl/fl,MMP-2-CKO),并以cre阴性小鼠(Mmp-2fl/fl,MMP-2-flox)作为对照。然后分两部分进行试验:A)正常屈光发育部分,将对照组和实验组分别在4周、6周、8周、10周时进行体重,屈光、眼轴等参数的测量(第5周时测量体重和屈光),探索条件性敲除巨噬细胞MMP-2在小鼠正常屈光发育方面的作用;B)形觉剥夺(FD)部分,将对照组和实验组小鼠在4周时先进行屈光、眼轴等参数的测量,再进行单眼形觉剥夺4周之后,结束实验,检测屈光眼轴等生物学参数的变化,通过免疫荧光检测巩膜后极部巨噬细胞的数量、MMP-2 等表达的变化情况。 2)条件性敲除成纤维细胞CCL2的小鼠:成纤维细胞-Cre小鼠(S100a4cre)与ccl2-flox小鼠(ccl2fl/fl)交配得到特异性敲减成纤维细胞ccl2小鼠(S100a4cre ccl2fl/fl,CCL2-CKO),并以cre阴性小鼠(ccl2fl/fl,CCL2-flox)作为对照。然后分两部分进行试验:第一部分:正常屈光发育部分,将对照组和实验组分别在4.5 周、6.5 周、8.5 周、10.5 周时进行体重、屈光、眼轴等参数的测量(第 5.5周时测量体重和屈光),研究条件性敲除成纤维细胞CCL2对小鼠正常屈光发育的影响;第二部分:形觉剥夺(FD)部分,将对照组和实验组小鼠在4.5周时先进行屈光、眼轴等参数的测量,再进行单眼FD 2周之后,结束实验,检测屈光眼轴等生物学参数的变化。 结果: 1、条件性敲除巨噬细胞mmp-2的小鼠模型 1)mRNA水平检测 与对照(MMP-2-flox)组相比,mmp-2条件性敲除(MMP-2-CKO)组小鼠巩膜mmp-2的表达有降低的趋势,无统计学差异,而两组mmp-2的表达在角膜、晶状体、视网膜上没有明显变化。 2)免疫荧光检测蛋白水平的变化 与MMP-2-flox 组相比,MMP-2-CKO组小鼠巩膜巨噬细胞表达MMP-2的水平降低,所以,条件性敲除巨噬细胞MMP-2的小鼠模型构建成功。 3)对小鼠体重以及正常屈光发育的影响 与MMP-2-flox组相比,MMP-2-CKO组小鼠的体重没有明显变化,屈光往近视方向偏移(P<0.05),但眼轴(Axiallength,AL),前房深度(Anterior Chamber Depth,ACD),玻璃体腔深度(Vitreous Chamber Depth,VCD),晶状体中央厚度(Lens Thickness,LT)等生物学参数无统计学差异。 4)对小鼠近视发生发展的影响 形觉剥夺4周,MMP-2-flox组和MMP-2-CKO组小鼠的剥夺眼均产生近视(P<0.001),证实:FDM模型成功构建;与MMP-2-flox组相比,MMP-2敲除后抑制小鼠形觉剥夺性近视的发展(P<0.001),抑制AL的延长(P<0.05),抑制VCD延长(P<0.05);免疫荧光显示:与MMP-2-flox组相比,MMP-2敲除组巨噬细胞分泌MMP-2的功能下降。 2、条件性敲除小鼠成纤维细胞ccl2的小鼠模型 1)mRNA水平检测 与对照组(CCL2-flox)相比,ccl2 条件性敲除(CCL2-CKO)组巩膜 ccl2的敲除效率是91.8%(P<0.001),晶状体ccl2的敲除效率是68.1%。而两组ccl2的表达角膜、视网膜上没有变化。 2)对体重以及正常屈光发育的影响 与CCL2-flox组相比,CCL2-CKO组的小鼠体重减低(P<0.01),屈光往近视方向偏移(P<0.001),ACD增大(P<0.05)。但AL,VCD,LT等参数没有统计学差异。 3)对小鼠近视发生发展的影响 形觉剥夺2 W后,屈光差值显示:和CCL2-flox组小鼠剥夺眼(Ttreated eye, T眼)相比,CCL2-CKO组小鼠剥夺眼的近视的量明显降低(p < 0.05)。 结论: 1. 条件性敲除巨噬细胞MMP-2可抑制小鼠形觉剥夺性近视的进展; 2. 条件性敲除成纤维细胞CCL2可抑制小鼠形觉剥夺性近视的进展。