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目的1、建立非动脉炎性前部缺血性视神经病变(nonarteritic ischemic optic neuropathy,NAION)大鼠模型并观察大鼠视神经损伤。2、初步了解玻璃体腔注射siCASP2的干预方式对NAION模型大鼠视神经损伤的影响。3、初步探索siCASP2对NAION模型大鼠视神经保护作用的机制。方法1、将大鼠随机分为3组:采用光动力方法构建大鼠NAION作为模型组(n=27),并以7天、14天、28天作为观察时间点;单纯激光组仅以激光照射视盘,不注射光敏剂(n=9);正常对照组大鼠不予任何干预(n=9);均以右眼为实验眼。通过视网膜与视神经HE染色、视神经甲苯胺蓝染色观察大鼠视神经缺血损伤的组织病理学表现,通过免疫荧光染色观察RGCs密度与存活率。2、将大鼠随机分为3组:单纯PBS组(n=9)大鼠不造模,仅行玻璃体腔注射生理盐水;NAION+PBS组(n=9)大鼠造模后行玻璃体腔注射等量生理盐水;NAION+siCASP2组(n=9)大鼠造模后行玻璃体腔注射等量siCASP2(20μg/4μL);均以右眼为实验眼。通过组织病理学检查、TUNEL染色及免疫荧光染色等方法,比较各组间视神经形态学变化、RGCs密度及存活率、凋亡细胞数量。3、将大鼠随机分为3组:空白组(n=36)无任何干预;模型组(n=72)行NAION造模;治疗组(n=36)在造模后行玻璃体腔siCASP2干预;均以右眼为实验眼。通过RT-qPCR、Western Blot的方法检测各组大鼠视网膜及视神经Caspase-2 mRNA表达、视网膜Caspase-2蛋白及相关凋亡蛋白的表达。结果1、视神经及视网膜组织HE染色可见NAION模型建立后第3天大鼠视盘和RNFL均明显水肿,第7天水肿开始消退,28天后可见明显视神经萎缩,RNFL变薄萎缩,RGCs大量丢失。视神经横行半薄切片甲苯胺蓝染色可见NAION模型组28天时视神经纤维束结构部分解体,形成大的空泡,大量轴突丢失及胶质瘢痕。视神经超微结构显示缺血损伤后第3天轴索水肿,髓鞘变薄解体,第7天髓鞘崩解明显加重,第28天大量轴突消失,胶质瘢痕明显。NAION模型建立后第14天及第28天大鼠视网膜RGCs在中央部为1885±328/mm2和1269±269/mm2,中周部为1043±269/mm2和752±181/mm2,数量较正常对照组均减少,差异有统计学意义(P<0.0001)。中央部RGCs在前两周丢失较慢,之后丢失加快,而中周部RGCs在前2周丢失较快,之后速度变慢。2、NAION+PBS组4周时大鼠视网膜免疫荧光染色RGCs密度在中央部和中周部为1362±216/mm2 和 812±113/mm2,NAION+siCASP2 组分别为 1790±227/mm2 和1081±140/mm2,差异均有统计学意义(P<0.0001)。siCASP2治疗后,RGCs存活率在中央部由58.74%提高至77.20%,在中周部由56.91%提高至75.75%。视神经半薄切片甲苯胺蓝染色可见在siCASP2干预4周后,视神经纤维束结构部分解体,轴突丢失及胶质瘢痕较未治疗组减少,视神经损伤减轻。TUNEL染色结果显示NAION+PBS组4周时视网膜阳性细胞数量为10.67±2.08个/HPF,较单纯PBS组数量增加有显著统计学意义(P<0.0001),而在siCASP2干预后下降至5.33±1.53个/HPF,下降差异亦有统计学意义(P<0.001)。3、NAION模型组早期凋亡蛋白水平的测定结果显示视网膜Procaspase-2、Procaspase-2L蛋白在造模后第3、第7天均有显著的持续上调,BIM蛋白在造模后1周内无明显增加。在模型组2周、4周时,Procaspase-2、Procaspase-2L、BIM、PIDD1、RAIDD蛋白表达比空白组均显著上调,差异均有显著的统计学意义(P<0.001)。治疗组在玻璃体腔注射siCASP2干预4周后,与模型组相比上述蛋白除RAIDD在2周时表达增加外,其余蛋白均有显著下调(P<0.01)。模型组2周时Caspase-2 mRNA含量增加,但与空白组相比差异无明显统计学意义(P>0.05);4周时视网膜和视神经中Caspase-2mRNA上调差异有统计学意义(P<0.05)。结论1、本实验NAION大鼠模型一定程度上模拟了人眼NAION的病理生理变化,可作为后续实验的动物模型。大鼠NAION模型中RGCs凋亡持续时间较长,这一宝贵时间窗是挽救受损RGCs的良好时机。2、在玻璃体腔注射siCASP2干预后,RGCs存活率明显上升,RGCs凋亡细胞数量减少,视神经损伤减少。因此siCASP2可以在至少28天的时间内对NAION病变产生神经保护作用。3、在NAION大鼠缺血损伤后,RGCs中的Caspase-2蛋白被特异性激活。玻璃体腔注射siCASP2可下调Caspase-2 mRNA的表达,抑制Caspase-2的产生从而挽救RGCs死亡并减少凋亡细胞的数量,因此siCASP2可作为潜在的神经保护剂。