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目的:
KV11系一种来源于人载脂蛋白(a)的新型小肽,含有11个氨基酸残基,在前期研究中我们已证实其具有抑制新生血管和血管依赖性肿瘤的活性。本研究旨在进一步探讨KV11应用于视网膜新生血管的可行性,包括评估KV11干预病理性视网膜新生血管的有效性、对正常兔视网膜组织的通透性和潜在的毒性作用。
方法:
1.KV11对病理性视网膜血管新生的有效性研究:采用选择性培养基分离培养出牛视网膜微血管内皮细胞(bovine retinal capillary endothelialcell,BRCEC),利用划痕实验和改良的Boyden小室实验检测KV11对血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)诱导的BRCEC细胞迁移的作用,通过MTS法检测KV11对细胞增殖的作用;构建氧诱导新生小鼠视网膜病变模型,行KV11玻璃体腔注射后,评价小肽对病理性视网膜新生血管的作用,包括视网膜血管造影、视网膜血管内皮细胞染色和内层视网膜血管内皮核计数。
2.KV11对正常兔视网膜的通透性研究:首先,将异硫氰酸荧光素(fluoresceine isothiocyanate,FITC)标记的KV11注入正常成年兔玻璃体腔,行视网膜冰冻切片,采用共聚焦激光扫描显微镜观察KV11在视网膜组织中的通透情况;其次,将KV11注入正常成年兔玻璃体腔后,采用超高液相色谱/质谱分析技术(ultraperformance liquidchromatography/mass spectrometry,UPLC/MS)分析该小肽在玻璃体和视网膜组织中的留存情况。
3.KV11对正常兔视网膜的安全性研究:对正常成年兔行KV11玻璃体腔注射后,采用电生理技术,包括视网膜电图(electroretinography,ERG)和视觉诱发电位(visual evoked potential,VEP)评价注射前后神经视网膜的功能学改变;采用光镜和透射电镜技术评价注射后神经视网膜的显微和超微结构的形态学变化。
结果:
1.KV11对病理性视网膜血管新生的有效性研究:(1)当浓度达到50μM或更高时,划痕实验中KV11组划痕未覆盖区的面积明显大于VEGF组(P<0.01),改良Boyden小室实验中KV11组穿膜的细胞数较VEGF组明显减少(P<0.01)。MTS实验显示,与VEGF单处理的阳性对照组相比,各KV11干预组(0-200μM)的吸光度百分值均未见明显下降(P>0.05)。(2)氧诱导小鼠视网膜病变干预实验中,视网膜血管造影显示KV11可减小中央视网膜无灌注区和渗漏的新生血管簇;视网膜血管内皮染色定量测定显示,接受KV11处理的氧气组视网膜中病理性新生血管的数量较之接受PBS的对照组减少约27%(P<0.01),接受KV11处理后氧气组视网膜正常血管区占总视网膜面积的百分比从55.0%±7.3%增加至68.5%±4.8%(P<0.01),中央无血管区面积百分比则显著减小(P<0.01);视网膜内层视网膜血管内皮细胞核计数显示,模型组KV11处理后内层视网膜内皮细胞数较对照组显著减少(P<0.01)。
2.KV11对正常兔视网膜的通透性研究:采用视网膜冰冻切片联合共聚焦激光扫描显微镜技术发现,注射后30分钟即可在视网膜中出现KV11荧光信号,并在注射3小时可见其分布于各层视网膜,持续至24小时以上。采用UPLC/MS技术分析进一步证实,KV11在注射后3小时即从玻璃体腔转移至视网膜组织,并且在注射后24小时仍然存在。
3.KV11对正常兔视网膜的安全性研究:在KV11注射后1天和7天,电生理检查未显示KV11处理使ERG或VEP记录有异常改变;组织病理学检查亦未提示KV11处理造成视网膜显微和亚显微结构的异常改变。
结论:
1.KV11可在体内外抑制视网膜微血管内皮细胞形成的病理性新生血管,且不影响病理状态下正常视网膜血管的修复。
2.KV11能顺利从玻璃体腔透过内界膜,并进而迅速分布于各层视网膜以发挥其生物学活性。
3.KV11经玻璃体腔注射给药在所检测剂量范围和观察期内未对正常兔视网膜组织的功能和形态造成明显的毒性作用。