1型糖尿病小鼠视网膜神经节细胞损伤与小胶质细胞活化的研究

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:learner1
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[目 的]研究在链佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的C57BL/6小鼠早期1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)中视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)损伤的病理变化及视网膜内层小胶质细胞的活化情况。[方法]以清洁级雄性C57BL/6小鼠为研究对象,以链佐菌素(STZ)(150mg/Kg)诱导C57小鼠1型糖尿病(T1DM),柠檬酸钠(0.1mmol/L)同法作对照。分为3周STZ诱导糖尿病组(3W-STZ)、6周STZ诱导糖尿病组(6W-STZ)和3周柠檬酸钠对照组(3W-CON)、6周柠檬酸钠对照组(6W-CON),饲养至上述时间点后处死C57BL/6小鼠。以经视神经的视网膜矢状切片HE染色观察视网膜结构变化;免疫荧光法计数视神经节细胞数量(Brn-3a标记),以及小胶质细胞(Iba-1标记)的形态、数量以及迁徙情况;TUNEL法计数GCL层的凋亡细胞数量;电子透射显微镜观察视网膜及视神经显微结构变化;进一步用qRT-PCR法检测凋亡相关因子的相对表达。[结果]经独立样本t检验或One-Way ANOVA检验法多组间比较(比较前行正态性检验):1、经视神经的视网膜矢状切片HE染色可见GCL层结构松散,排列混乱,3周T1DM小鼠RNFL水肿明显、IPL增厚。随糖尿病病程延长至6周时神经纤维层水肿减轻且视网膜神经节细胞的丢失更显著。视网膜内侧3层(RNFL+GCL+IPL)厚度分别为 3W-CON 组 57.70±3.30μm、6W-CON 组57.43±4.81 μm、3W-STZ 组 100.54±3.45μm、6W-STZ 组 75.94±2.64μm,糖尿病组与同期对照组小鼠内侧3层视网膜厚度差异明显(P*<0.001),3W-STZ组与6W-STZ相比,内侧3层视网膜厚度差异依然显著(P*<0.001)。2、经视神经的视网膜矢状切片Brn-3a荧光标记显示,对照组小鼠与STZ诱导糖尿病组小鼠相比视网膜神经节细胞(RGCs)排列紧密,细胞边界更清楚,胞核更大;STZ所诱导糖尿病组模型可见部分RGCs丢失。GCL层RGCs数量分别为 3W-CON 组 26.00±1.22 个、6W-CON 组 26.44±1.13 个、3W-STZ 组16.78±1.39个、6W-STZ组12.00±2.35个。糖尿病小鼠GCL层RGCs细胞较同期对照组减少,6W-STZ组阳性细胞也较3W-STZ组减少(均p*<0.001),3W-CON组与6W-CON组无显著统计学差异(P>0.05)。3、经视神经的视网膜矢状切片GCL层TUNEL法计数阳性细胞显示,分别为 3W-CON 组 0.56±0.73 个、6W-CON 组 0.44±0.73 个、3W-STZ 组 8.11±0.93个、6W-STZ组14.89±1.54个,糖尿病小鼠GCL层TUNEL阳性细胞较同期对照组增多,6W-STZ组阳性细胞也较3W-STZ组增多(P*均<0.001),3W-CON组GCL层TUNEL阳性细胞数与6W-CON相比无统计学意义(P>0.05)。4、经视神经视网膜矢状切片视网膜内层Iba-1荧光标记阳性细胞显示,分别为 3W-CON 组 9.33±1.73 个、6W-CON 组 10.11±1.62 个、3W-STZ 组10.33±1.12个、6W-STZ组6.44±0.88个;视网膜内层阿米巴巨噬样Iba-1阳性细胞数分别为 3W-CON 组 0.56±0.73 个、6W-CON 组 0.44±0.53 个、3W-STZ 组3.78±0.83 个、6W-STZ 组 3.11±0.78 个。3W-STZ 组 Iba-1 阳性细胞总数与 3W-CON组相比无统计学意义(P>0.05);6W-STZ组Iba-1阳性细胞总数与6W-CON组相比减少(P*<0.001);Iba-1阳性+阿米巴样细胞数(活化小胶质细胞)与同期对照组相比均有显著增加(P*<0.001),但3W-STZ组与6W-STZ组表达差异不显著(P>0.05)。阿米巴样细胞占小胶质细胞总数比:3W-STZ约36.59%,而6W-STZ约达48.29%,活化小胶质细胞占比增加。5、透射电子显微镜下观察:(1)视网膜,3W-STZ组总体损伤程度较6W-STZ组高。3W-STZ组RGCs胞质严重水肿,胞质稀疏,部分细胞器肿胀内质网轻度扩张。细胞胞内线粒体损伤程度6W-STZ组较3W-STZ组高,线粒体明显肿胀,基质电子密度低,嵴大量断裂、缺失,部分空泡化。四组小鼠视网膜小胶质细胞可见分布于IPL与INL交界处。(2)视神经,3W-CON组、6W-CON组及6W-STZ组微丝微管分布均匀,密度居中,3W-STZ组微丝微管密度最低。6W-STZ组髓鞘大多结构尚可,厚薄均一,板层结构平行排列,但存在少量线粒体空泡化;3W-STZ组存在部分髓鞘-轴索分离、板层结构局部离散,损伤程度相对高于另外三组。6、qRT-PCR示3W-STZ组相较于3W-CON组视网膜中Bax及Bcl2转录上调(P*<0.05);Tnf、Casp3、Rela转录差异不显著(P>0.05)。3W-STZ 组相较于3W-CON视神经中Tnf、Bcl2及Rela转录上调(P*<0.05);Cosp3转录下调(P*<0.05);Bax转录差异不显著(P>0.05)。6W-STZ组相较于6W-CON组视网膜中Tnf转录显著上调(P*<0.05);Rela转录下调(P*<0.05);Bcl2、Bax及Casp3转录无显著差异(P>0.05)。6W-STZ组相较于6W-CON视神经中Tnf、Bcl2、Casp3转录上调(P*<0.05),Tnf明显上调;Rela及Bax转录差异不显著(P>0.05)。[结 论]STZ所诱导的C57BL/6小鼠1型糖尿病早期即可观察到RGCs的丢失与凋亡并且在6周内的病程中逐渐加重;T1DM小鼠3周时视网膜内层的肿胀增厚及视神经轴索萎缩,髓鞘-轴索分离等病变较6周时重。这些病理变化的发生可能与小胶质细胞在视网膜内的迁徙、活化增多所导致的TNF-α释放增加有关。
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