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目的研究细胞凋亡因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Cysteine protease protein32KD,Caspase-3)在形觉剥夺性弱视大鼠视皮层及外侧膝状体的表达,探讨其与弱视发病机理的关系,期望能对弱视的治疗产生积极的影响。方法1.刚出生的健康SD(Sprague Dawley)大鼠40只,饲养14天后随机选择20只行单眼眼睑缝合术为单眼形觉剥夺组(Monocular Deprivation,MD),正常组(Normal Postnatal, NP)不做特殊处理。根据饲养天数分别在14天、21天、45天、120天处死动物。MD组即分为MD14、MD21、MD45、MD120;NP组分为NP14、NP21、NP45、NP120,每组各5只。2.将NP21、MD21组的大鼠称重麻醉后行P-VEP(Pattern Visual EvokedPotential)检测,记录P100波的潜伏期和波幅值。3.采用HE(Hematoxylin Eosin)染色和免疫组化法以及图像分析系统对正常大鼠和单眼形觉剥夺弱视大鼠视皮层、外侧膝状体中Caspase-3免疫阳性神经元进行定位观察,并根据测定的平均灰度值定量研究其变化。结果1.P-VEP检测:MD21组大鼠弱视眼的P-VEP P100波峰潜伏期检测值较NP21组同侧眼显著延长(P<0.01),波幅明显降低(P<0.01),提示MD21组弱视眼的视觉电生理已改变,表明可以通过单眼睑缝合术成功构建形觉剥夺弱视模型。2.(1)HE染色:NP45大鼠大脑视皮层神经元的结构正常,细胞轮廓清晰,可清晰地显示神经元的形态结构及染色,MD45剥夺组神经元细胞排列不整齐,胞膜结构不清,神经元变性,部分神经元细胞核固缩,呈强嗜碱性,胞浆深染,结构不清。(2)Caspase-3免疫阳性神经元在视皮层中的表达:Caspase-3经染色后呈棕黄色,阴性细胞为蓝色。出生后14天(P14)Caspase-3的平均灰度值在NP14和MD14两组无显著性差异(P=0.074),而出生后21天、45天、120天(P21、P45、P120),Caspase-3免疫反应产物在MD组大鼠视皮层中表达密集,NP组表达产物较前基本无改变。P21、P45、P120三个时段MD组平均灰度值均较同时期NP组显著性升高(P<0.05)。在MD组MD21和MD45组间无显著性差异(P>0.05),MD21和MD45与MD14、MD120之间均有差异显著性(P<0.05)。(3)Caspase-3免疫阳性神经元在外侧膝状体的表达:在MD组大鼠LGN中颗粒状物分布密集,但不同时期其密度也不同。NP组大鼠LGN的Caspase-3表达产物分布稀疏,P14:MD组和NP组两组无显著性差异(P=0.168),P21、P45、P120三个时段MD组均较同时期NP组平均灰度值显著性升高(P<0.05)。在MD组MD14、MD21、MD45和MD120组间两两比较均有差异显著性(P<0.05)。(4)MD组Caspase-3在大鼠视皮层及外侧膝状体的表达量随剥夺时间变化,其在视觉发育关键期形觉剥夺开始时增加,到早中期持续高表达,视觉发育关键期结束后稍降低,但仍高于形觉剥夺开始时。结论1.在大鼠视觉发育关键期的早期,应用单侧眼睑缝合术即使剥夺是短暂的(7天)可以成功建立形觉剥夺性弱视模型。2.大鼠单眼形觉剥夺会引起视皮层神经细胞发生形态学改变,引起细胞类凋亡。3.大鼠单眼形觉剥夺后,Caspase-3在视皮层和外侧膝状体中的表达:14天开始增加,21天明显增高,45天达到峰值,120天时较前稍下降,但仍高于14天开始剥夺时。4.单眼形觉剥夺通过引起Caspase-3的表达增加,进而导致神经元细胞凋亡损伤,可能是弱视的发病机理之一。