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研究背景角膜新生血管(corneal neovascularization,CNV)是多种眼表疾病如感染性角膜疾病、眼化学伤、热烧伤、非感染性角膜疾病角膜变性的显著特征之一,也是角膜移植术后发生排斥反应的高危因素。常导致角膜失去正常透明性,是致盲的主要原因。正常角膜组织内缺乏血管和淋巴,角膜的解剖结构特点在一定程度上阻止了角膜的新生血管的形成,主要依赖于抗血管生成因素的存在和角膜基质形成的抗血管穿透性屏障。在外伤、炎症、角膜移植排斥反应及其他原因诱导时,维持角膜无血管的平衡因素被打破时,导致角膜新生血管的形成。目前研究发现新生血管的发生与角膜缘解剖及功能异常、炎症反应、缺氧、多种促血管生成因子增加、抑制血管生成因子减少、角膜水肿、角膜神经损伤等多种因素参与多种的过程。其具体形成机制不完全清楚。目前临床上治疗各种原因导致的角膜新生血管方法繁多,如血管静止期考虑手术或者激光,活跃生长期考虑药物如糖皮质激素治疗,但效果都不理想,且长期使用易出现严重的副作用,包括眼压升高、伤口愈合延迟、白内障及其他全身副作用。近来尝试将选择性环氧化酶-2(COX-2)抑制剂应用于眼部新生血管性疾病,已在大鼠模型上取得一定成果。主要应用于糖尿病视网膜病变、脉络膜新生血管、角膜新生血管等。塞来昔布(Celecoxib,选择性Cox-2抑制剂,非甾体抗炎药NSAID中的一种)是高度选择性COX-2抑制剂,对COX-2的抑制强度比对COX-1强375倍。NSAID在临床上广泛应用与治疗类风湿性关节炎、家族性腺瘤息肉、疼痛等,特别是近年对该药物研究的不断深入,发现除了具备一般非甾体抗炎药的作用,还具有抗肿瘤、抗新生血管及抑制角膜移植后免疫排斥反应的作用。环氧合酶(cyclooxygenase, COX)是前列腺素合成的限速酶,目前已知有三种异构体,即COX-1、COX-2和COX-3,其中COX-2为“诱导性表达”,它在大多数正常组织中检测不到,而在细胞因子、生长因子、癌基因及促肿瘤剂等多种刺激下表达明显上调,参与炎症反应、血管新生、细胞增殖及分化过程。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases MMPs)是一族Zn2+依赖性内源性蛋白水解酶家族,在降解细胞外基质(extracellular matrix ECM)及基底膜、促新生血管发生,肿瘤侵袭与转移等对CNV的形成有重要作用。两种蛋白酶在促进角膜血管新生方面起了重要作用。因此,我们的实验通过局部应用选择性环氧化酶-2抑制剂Celecoxb,观察其对缝线诱导的角膜新生血管的影响,HE染色观察其对大鼠角膜病理改变的影响。并通过检测角膜组织中COX-2、MMP-2蛋白及基因表达的变化探讨其在角膜血管新生过程中可能作用机制。第一部分celecoxib对大鼠角膜血管新生作用的初步观察目的研究celecoxib抑制大鼠角膜新生血管的生长情况,检测大鼠角膜新生血管中MMP-2的表达量,探讨其抑制角膜新生血管的可能机制。方法健康清洁级SD(Sprague-Dawley)大鼠30只,角膜缝线法制作大鼠新生血管模型,将CNV化大鼠随机分组(A、B)两组,A组：新生血管组对照组(12只),B组：celecoxib溶液组(12只),并以正常大鼠做对照(6只)。比较建模后第4天、7天、14天在裂隙灯显微镜下观察各组角膜新生血管的生长情况并计算角膜新生血管生长面积；各组均于术后7天随机取6只大鼠完整角膜,HE染色后在光镜下观察新生血管化角膜病理组织形态,采用免疫组织化学染色法检测基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的表达。采用SPSS13.0统计软件包对数据进行分析,计算资料用x±s表示,各时间点各自新生血管面积的比较采用重复测量数据的方差分析；显著性标准为a=0.05结果缝线后第4天、7天、14天,新生血管对照组CNV的面积(x±s)分别为：(0.138±0.154)mm2、(0.663±0.139)mm2、(0.730±0.143)mm2; Celecoxib治疗组CNV分别是：(0.063±0.154) mm2、(0.425±0.129) mm2、(0.529±0.139) mm2;正常组未见新生血管。两组之间比较统计学有显著性差异,Celecoxib治疗组新生血管明显低于新生血管对照组,P<0.05。两组各时间点之间新生血管面积存在显著差异,P<0.05。缝线诱导CNV后第7天,CNV化角膜HE染色结果观察：A组角膜基质层可见大量新生血管,管腔大,有淋巴细胞及成纤维细胞的浸润,炎症反应较重；相比之下,B组新生血管明显减少,炎症反应较轻。在正常角膜组织,MMP-2不表达或在上皮基底膜有微弱表达；新生血管对照组7天角膜全层MMP-2表达明显增强,阳性反应为胞浆内棕黄色或棕色颗粒,其表达部位主要分布在形成的新生血管区域；Celecoxib治疗组结膜下注射较新生血管对照组明显减少,相应在角膜基质层形成新生血管区域的MMP-2表达较少。结论Celecoxib局部应用具有明显的抑制角膜新生血管的作用,且减少了角膜组织中MMP-2的表达,认为其对MMP-2的抑制作用可能是Celecoxib抑制CNV的机制之一。第二部分celecoxib对缝线诱导角膜新生血管中COX-2、MMP-2表达的影响目的检测局部应用Celecoxib对大鼠角膜新生血管中COX-2、MMP-2表达的影响,探讨Celecoxib抑制角膜新生血管的可能机制。方法取33只SD大鼠,缝线法成功制作大鼠角膜新生血管模型。随机将动物分成celecoxib溶液组(15只,每个时间点3只6眼)、新生血管对照组(15只,每个时间点3只6眼)、空白对照组(3只6眼)。各组于术后第1、4、7、14、21天取下带角巩缘的完整角膜,常规制作石蜡块,HE染色后光镜下观察角膜的病理组织形态学特征,行免疫组织化学及RT-PCR检测COX-2、MMP-2的分布及表达强度。采用SPSS13.0统计软件包对数据进行分析,计量资料采用x±s表示,COX-2mRNA、MMP-2mRNA的表达量组间采用独立样本t’检验；各时间点两种基因比较采用析因设计资料的方差分析；Pearson相关性分析进行相关性检验。以P<0.05表示统计学上有显著性差异。结果缝线后个时间点,新生血管模型中COX-2mRNA的表达分别为15.381±2.367mm2、67.176±8.845mm2、103.551±4.153mm2、49.286±5.319mm2、9.829±2.722 mm2、6.465±5.540mm2; MMP-2mRNA的表达0.783±0.199 mm2、2.504±0.361mm2、7.433±0.053mm2、2.286±0.111mm2、0.987±0.196mm2; Celecoxib治疗组COX-2mRNA的表达为3.616±0.556 mm2、25.888±3.650 mm2 44.313±6.125mm2、20.114±8.017mm2、5.186±0.806mm2; MMP-2mRNA的表达0.269±0.072mm2、1.011±0.097 mm2、2.899±0.300 mm2、0.739±0.065 mm2、0.079±0.005 mm2;两组间COX-2mRNA的表达有显著性(F=125.620,P=0.000);不同时间点之间有显著差异(F=91.909,P=0.000),时间与部位之间存在显著地交互效应(F=14.728, P=0.000)。MMP-2mRNA表达有显著性差异(F=730.477,P=0.000),各时间点之间有显著差异(F=658.717,P=0.000),时间与部位之间存在显著地交互效应(F=113.822, P=0.000). Pearson相关性分析得出两者存在正相关。(r=0.921,F=0.000)结论局部应用Celexicob抑制角膜新生血管的机制可能与抑制COX-2及活化的MMP-2的表达有关。