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高氧及血管内皮生长因子对晶状体发育的影响

龙潭  
【摘要】:目的:晶状体在整个发育过程处于低氧分压状态,这可能导致晶状体上皮细胞自身表达VEGF。晶状体上皮细胞表达VEGF可能与玻璃体血管的形成有关,同时亦可通过自分泌或旁分泌作用影响晶状体本身的生长和分化。已有大量研究表明VEGF对多种来源的干细胞具有促进分化及保持存活的作用。晶状体上皮细胞的生发区存在有干细胞/祖细胞样细胞。VEGF对于晶状体干细胞样细胞发育及分化的影响仍未见相关报道。在高氧分压下,细胞VEGF的表达会有所下降。因此通过对新生仔鼠高氧环境下饲养,观察高氧条件下,晶状体VEGF表达量的变化,以及与干细胞标记物表达的相关性,初步探讨VEGF对晶状体上皮细胞中干细胞样细胞分化及发育的可能影响,并为先天性白内障及后发性白内障发生机理及预防治疗提供一个新的思路。 方法:1、将出生后第2天(postnatal, P1.5)仔鼠于75%高氧分压下饲养,分别于P3.5,P8.5取眼球。观察高氧条件下仔鼠晶状体形态学改变,组织学变化,并通过透射电子显微镜观察晶状体上皮细胞超微结构的变化。2、取上述时间点仔鼠晶状体,行免疫组化和荧光定量PCR检测,观察不同时间点高氧条件对仔鼠晶状体上皮细胞VEGF和Nestin的影响,分析干细胞特性的改变以及与VEGF的关系。3、观察高氧条件对仔鼠晶状体上皮细胞增殖的影响。取上述时间点仔鼠晶状体,行荧光定量PCR检测不同时间点高氧分压对于晶状体细胞PCNA mRNA转录的影响。使用免疫组化观察PCNA、BrdU的染色变化,以进一步分析增殖能力的变化。使用细胞核DAPI染色,初步观察上皮细胞凋亡的变化情况。 结果:1、高氧分压对仔鼠晶状体的发育可以产生影响。P3.5时,仔鼠晶状体高氧组和对照组在形态学上无显著差异。P8.5时,晶状体的水平直径与对照无统计学差异,但是高氧分压使晶状体变薄,并且混浊率增加。P3.5时,高氧组和对照组仔鼠晶状体组织学上无明显差异。P8.5时,可见对照组前囊下上皮细胞为单层细胞,细胞核为横椭圆形,排列规则,而高氧组前囊下上皮细胞多为单层细胞,细胞核为圆形或不规则形,且细胞排列不整齐。对照组赤道部上皮细胞多为单层,偶见复层细胞,可能为生发区,细胞核前部为圆形,向后逐渐过渡为梭形。而高氧组赤道部复层细胞比对照组增多,细胞核亦自前部圆形向后逐渐过渡为梭形。透射电子显微镜显示高氧组P8.5时囊膜缺失。2、高氧分压可使仔鼠晶状体上皮细胞中VEGF的表达下降、Nestin表达增加。P3.5和P8.5时,高氧组仔鼠晶状体中VEGF mRNA的转录水平比对照均显著下降,免疫组化可见P3.5时高氧组晶状体上皮细胞VEGF表达较对照减弱。PCR和免疫组化表明,P3.5时高氧组仔鼠晶状体中Nestin的表达与对照无明显差异,而P8.5时高氧组比对照组增强。3、高氧分压条件可以促使仔鼠晶状体上皮细胞增殖能力增强。PCR和免疫组化均可见P3.5和P8.5时,高氧组仔鼠晶状体中PCNA的表达较对照组增强。同时在P3.5和P8.5时,高氧组仔鼠晶状体上皮细胞BrdU染色均对照组显著增强。DAPI核染色显示高氧组和对照组在两个时间点均可见赤道部凋亡的细胞核。 结论:高氧分压可使仔鼠晶状体体积减小,这可能与晶状体上皮细胞合成晶状体蛋白减少有关。而晶状体囊膜消失可能与晶状体上皮细胞合成的胶原蛋白异常或合成了特殊的胶原蛋白水解酶有关。同时晶状体上皮细胞中VEGF表达减少,而干细胞特性增强,细胞增殖能力增强。这亦反映了晶状体上皮细胞成熟的延迟或减慢。而既往文献报道VEGF可促进培养的人晶状体上皮细胞增殖能力增强,这可能与实验条件不同或在体条件下,高氧可诱发其他途径促进晶状体上皮细胞增殖有关。本研究对晶状体上皮细胞分化成熟的可能机制进行了初步的探讨,并为进一步研究白内障的发生机制提供了初步的理论依据。本研究可为防治白内障及后发性白内障提供一定的理论基础。


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