钙信号通路在形觉剥夺性近视小鼠视网膜上的作用研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nice_hope
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目的:  近视是一种最常见的屈光不正,全球有14亿人受其影响,并且其患病率仍在日益地增高。更严重的病理性近视,伴有各种眼底并发症甚至致盲。近视的发病机制目前尚不明确,其影响因素主要分为遗传和环境两大因素。在遗传方面,本课题组前期通过全基因组重测序技术(病理性近视核心家系)和全基因组关联分析(散发的病理性近视)以及独立大样本重复验证,提示电压依赖性钙通道可能参与了病理性近视的发生发展;在环境方面,通过转录组测序技术(RNA-Seq)发现形觉剥夺(FD)2天及4周视网膜上存在大量的差异基因,并在钙信号通路明显富集,提示钙信号通路可能与近视相关。但目前仍未有关于钙信号通路与近视相关的文献报道。本实验主要通过探讨电压依赖性钙通道(VDCCs)在形觉剥夺性近视(FDM)小鼠视网膜中的作用,以明确钙信号通路在近视发生发展过程中的作用以及机制,进一步阐明近视的发病机制。  方法:  选取3周龄C57BL/6小鼠作为实验动物。(1)单纯形觉剥夺实验:经过屈光筛选后随机分为形觉剥夺(FD)组和正常对照(NC)组。分别单眼形觉剥夺造模2天及2周后,通过Real-time PCR检测视网膜上CACNA1B、CACNA1D以及其他钙通道易感基因 mRNA水平的变化;通过流式细胞技术检测视网膜细胞内钙离子水平变化;以及通过IF检测钙信号通路下游分子p-CaMKⅡ蛋白水平的变化。(2)干预实验:①L-VDCCs拮抗剂尼莫地平(Nimodipine)干预实验:将实验小鼠随机分为正常屈光组和FD组,其中正常屈光的药物组连续两周腹腔注射1 mg/kg尼莫地平,溶剂组注射20% DMSO作为对照;形觉剥夺组的所有小鼠均给予单眼形觉剥夺,药物组同样连续两周腹腔注射1 mg/kg尼莫地平,溶剂组予以注射20%DMSO作为对照。实验前后分别通过EIR、OCT进行屈光度眼轴等生物学参数的测量,实验结束后通过IF检测p-CaMKⅡ、p-creb蛋白水平变化。②视网膜下注射rAAV-shRNA表达载体特异性敲减CACNA1B实验:将实验小鼠随机分为正常对照组( NC组)、对照组( Scramble组)和实验组(CACNA1B-KD组),CACNA1B-KD组给予视网膜下腔注射rAAV2/8-shRNA-CACNA1B,Control组视网膜下腔注射rAAV-shRNA-scramble,NC组不作处理。在实验开始及注射病毒2天、4周后分别通过EIR、OCT进行屈光度眼轴等生物学参数的测量,以及进行ERG检测和眼底拍照。实验结束后通过RT-PCR、IF检测视网膜CACNA1B mRNA和蛋白水平。  结果:  1、单纯形觉剥夺后,不论短期剥夺(FD2 d),还是长期剥夺(FD2 w、4 w),编码钙离子通道α2δ亚基的CACNA2D1和CACNA2D3的处理眼T眼mRNA水平与对侧眼F眼和NC眼相比均无明显变化;而编码N-VGCCs(CaV2.2)和L-VGCCs中CaV1.3的CACNA1B和CACNA1D在短期剥夺(2 d)时mRNA水平T眼、F眼相对NC眼升高,延长剥夺时间(FD1 w、2 w)后,T眼、F眼相对NC眼mRNA水平降低;而编码L-VGCCs中CaV1.1的CACNA1S在短期剥夺时无明显变化,长期剥夺时T眼相对F眼上调。IF检测视网膜钙信号通路下游的分子 p-CaMKⅡ无明显变化。流式检测全视网膜细胞内钙离子浓度在形觉剥夺2d、2w均无明显变化。  2、药物干预实验中,正常屈光的药物组与溶剂组相比屈光并无明显差异,形觉剥夺的药物组无论是腹腔注射1次/天还是2次/天,1 mg/kg的尼莫地平使其屈光相比溶剂组向近视方向进展1D左右,而无统计学差异。  3、视网膜下腔注射病毒实验,CACNA1B-KD组注射眼与Scramble组注射眼相比,CACNA1B mRNA并无明显的降低,而IF显示CaV2.2明显减少。实验2 w、4 w后CACNA1B-KD组T眼相比Scramble组T眼屈光明显向近视方向进展,眼轴延长。  结论:  1、在形觉剥夺过程中,视网膜CACNA1B和CACNA1D的mRNA在短期剥夺时上调,长期剥夺时下调,CACNA1S的mRNA在长期剥夺时T眼上调,N-VGCC和L-VGCCs参与FDM过程;视网膜细胞内钙离子总量无明显变化。  2、低浓度的L-VDCCs拮抗剂尼莫地平对小鼠正常屈光发育以及FDM无明显影响。  3、视网膜上N型钙通道减少后,小鼠屈光明显向近视方向发展。
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