论文部分内容阅读
近视是目前全球发生率最高的屈光不正,在亚洲部分国家和地区特定人群近视眼发生率高达50-60%。近视不仅给人们的日常生活和工作学习带来诸多不便,更严重的是高度近视还能带来很多严重的致盲性并发症,如退行性视网膜病变、后巩膜葡萄肿、脉络膜新生血管、黄斑变性、视网膜脱离等等。超过90%的高度近视患者有眼球病理的改变。因此在发达国家中,它成为致盲的首要原因之一。虽然近视的研究已经历了一百多年,也有了许多学说,但是近视的确切发病发展机制尚不清楚,至今也没有一种药物可以明确有效的控制其发展。因此对近视发病机制及其治疗方法的研究仍为眼科研究的热点。
近期的研究表明甘艮球的大小和形状是由巩膜在生长过程中的功能形成的,巩膜的重塑在近视的发展中是一个内在的特征,巩膜生化的改变是其质变的前提,最终可导致近视的发展。骨形态发生蛋白是转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员,它可以影响细胞分化、增殖、凋亡和调控细胞外基质的功能,在眼球发育过程中发挥着重要的作用,参与了视觉引导的眼球生长。最近的研究发现骨形态蛋白2在视网膜、角膜和小梁网上均能合成和分泌,且能影响眼球多组织的代谢。而骨形态蛋白2是否在巩膜中存在,并引起巩膜细胞和细胞外基质的变化机制目前尚不清楚。因此,从体外细胞和体内动物模型的水平上探讨骨形态蛋白2在人巩膜组织和细胞的作用将为近视眼发病机制的研究提供可靠的理论根据,对近视眼的防治具有重要的意义。
目的:骨形态发生蛋白-2(BMP-2)属于超家族中的骨形态发生蛋白家族。其在细胞发育、增殖、凋亡及细胞外基质合成等中均发挥作用。在本研究中检测了BMP-2在人类巩膜成纤维细胞中的表达,和人重组BMP-2(rhBMP-2)对人巩膜成纤维细胞分化和增殖及对胶原合成的影响,基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和金属蛋白酶抑制剂-2(TIMP-2)的影响。
方法:我们采用激光扫描共聚焦显微镜(CFM)观察BMP-2在人巩膜成纤维细胞及冰冻巩膜组织切片中的分布。用MTT法(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay)分析不同浓度的rhBMP-2(0 ng/ml,1ng/ml,10 ng/ml,and100 ng/ml)对细胞增殖的作用。用流式细胞检测分析rhBMP-2对细胞周期的影响。用逆转录多聚酶链反应法(RT-PCR)和酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定由rhBMP-2引起的MMP-2、TIMP-2的mRNAs和人巩膜成纤维细胞分泌蛋白的改变。应用碱水解法测定不同浓度rhBMP-2干预下人巩膜成纤维细胞的羟脯氨酸的含量,同时用试剂盒法检测碱性磷酸酶的差异。
结果:激光扫描共聚焦显微镜结果证实BMP-2蛋白在人类巩膜上表达,rhBMP-2的浓度在100 ng/ml时,细胞增殖表现最为明显,具有时间依从性(p<0.05)。与一般人巩膜成纤维细胞相比较,受100 ng/ml rhBMP-2诱导的成纤维细胞的细胞周期移至细胞合成期或有丝分裂期。在浓度为100 ng/ml的rhBMP-2中培养24小时后,人巩膜成纤维细胞中TIMP-2的mRNA表达明显增加(p<0.01)。在浓度为10 ng/ml或100 ng/ml的rhBMP-2中培养48小时后,TIMP-2的mRNA和蛋白表达显著增加,而MMP-2的mRNA表达显著减少(p<0.01),在rhBMP-2浓度为100 ng/ml时MMP-2蛋白表达显著减少(p<0.01)。在浓度为100 ng/ml和10ng/ml的rhBMP-2中培养72小时后,人巩膜成纤维细胞分泌羟脯氨酸含量明显增加(p<0.05)。而人巩膜成纤维细胞的碱性磷酸酶的表达则在100 ng/ml的rhBMP-2中培养72小时后明显升高(p<0.05)。
结论:BMP-2在人巩膜成纤维细胞中表达,且可促进细胞增殖,引起MMP-2和TIMP-2改变,可能影响巩膜细胞外基质合成。引起分泌羟脯氨酸和细胞中碱性磷酸酶的表达改变,可能影响巩膜细胞胶原合成和诱导细胞分化。