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视网膜新生血管形成是许多视网膜疾病(如糖尿病性视网膜病变、视网膜静脉阻塞以及早产儿视网膜病变等)视功能受损甚至失明的主要原因。由于视网膜新生血管的发病机制尚未明确,临床上缺乏理想的治疗方法。因此,人们一直在研究视网膜新生血管的发病机制及其治疗方法。羊膜是胎盘最内层组织,近年来,羊膜移植在眼表疾病治疗中应用广泛,临床已证实羊膜移植有抑制新生血管的作用,但无任何实验研究显示其对视网膜新生血管形成是否有预防和治疗作用。因此,本研究首次将羊膜制备成不同浓度的提取液,用于氧诱导的小鼠视网膜新生血管模型,采用组织病理学检查、免疫组织化学方法、Western免疫印迹法、酶联免疫吸附方法观察其对视网膜新生血管的抑制情况,并探讨其作用机制。
第1章可定量的氧诱导小鼠视网膜新生血管模型的建立目的建立可对视网膜新生血管进行定量研究的动物模型,为研究视网膜新生血管发生机制及治疗提供实验基础。
方法将32只鼠龄7天C57BL/6J新生小鼠放在浓度为(75±2)%的高氧状态下生活5天,然后回到正常氧环境下,作为氧诱导模型组;另32只同日龄新生小鼠置于正常空气环境中生活,作为正常对照组。两组小鼠分别在出生后12、14、17、24天处死,摘除眼球,荧光素血管灌注法视网膜铺片了解氧所导致的视网膜血管改变;出生后17天小鼠进行组织病理学及光镜观察,计数矢状面6μm视网膜切片中突破内界膜的血管内皮细胞核数,反映视网膜血管的增生情况。
结果1.荧光素血管灌注法视网膜铺片结果:实验组新生鼠的视网膜血管在高氧环境中生长5天后,视网膜血管收缩、闭塞,出现大片无血管灌注区;回到正常空气环境下2天后,视网膜开始出现新生血管;回到空气中5天后,视网膜新生血管形成达到高峰,回到空气中12天后,视网膜新生血管消退。
2.视网膜切片结果:突破视网膜内界膜的血管内皮细胞数,氧诱导的模型组为(22.56±10.45个),对照组(1.23±1.14个),二者相比差异有显著意义(p<0.001)。
结论该动物模型可重复性高,并可进行定量研究,是进行视网膜新生血管发生机制和药物治疗的合适模型。
第2章视网膜新生血管中细胞因子表达的实验研究目的分析氧诱导视网膜新生血管动物模型细胞调节因子的调节规律,探讨视网膜新生血管形成的可能机制。
方法将54只鼠龄7天C57BL/6J新生小鼠在浓度为(75±2)%的高氧状态下生活5天,然后回到正常氧环境下,作为氧诱导模型组;另54只同日龄新生鼠置于正常空气环境中生活,作为正常对照组。两组小鼠60只分别在出生后12、14、17天处死,取出双眼眼球,进行Western免疫印迹法进行血管内皮生长因子(VEGF)、色素上皮衍生因子(PEDF)的测定;两组小鼠48只分别在出生后17天处死,取出双眼眼球,用免疫组织化学染色、酶联免疫吸附法进行核转录因子(NF-κB)、白介素1-β(IL-1B)的测定。
结果1.Western免疫印迹法结果(1)新生小鼠出生12天时,VEGF的蛋白水平在对照组视网膜中表达最强,与第14天和第17天比较,表达强度差异均有显著意义(p<0.01));高氧组12天时与对照组比较,VEGF表达明显减弱,统计学处理差异有显著意义(p<0.001);而高氧组14天VEGF表达增强,与对照组比较,差异有显著意义(p<0.001);而高氧组17天时VEGF表达进一步增强,与对照组比较,差异有显著性(p<0.01),与高氧组第12天、第14天比较,表达强度差异均有显著性(p<0.01)。
(2)出生12天时,新生小鼠PEDF的蛋白水平在对照组视网膜中表达最弱,与第14天和第17天比较,表达强度差异均有显著意义(p<0.01);高氧组12天时PEDF与对照组比较表达明显增强,统计学处理差异有显著意义(p<0.001);而高氧组14天PEDF表达下降,与对照组比较,差异有显著意义(p<0.05);而高氧组17天时PEDF表达进一步下降,与对照组比较,差异有显著性(p<0.05),与高氧组第12天、第14天比较,表达强度差异均有显著性(p<0.01)。
2.免疫组织化学染色结果实验组可见NF-κB阳性细胞,正常对照组未见NF-κB阳性细胞。
3.酶联免疫吸附法结果实验组NF-κB的蛋白水平比对照组升高(p<0.001);IL-1β的蛋白水平(10.02±比对照组升高(p<0.01)。
结论视网膜新生血管形成的关键是血管促进因子与血管抑制因子之间平衡失调,在缺氧等病理因素影响下主要是由于VEGF上调PEDF下调所引起的;NF-κB参与了新生血管的形成过程。
第3章羊膜提取液抑制鼠视网膜新生血管形成的实验研究目的观察羊膜提取液抑制氧诱导的视网膜新生血管的效果,探讨其作用机制。
方法将鼠龄7天的C57BL/6J小鼠265只随机分为5组。正常对照组于空气中饲养,不予任何处理;其他4组置于氧箱中饲养。实验组分别于鼠龄12、14天时,玻璃体腔注射不同浓度的羊膜提取液(1.8mg/ml;1.0mg/m1)2μl/d,实验对照组玻璃体腔注射等量磷酸盐缓冲液(PBS),氧动物模型组不注射羊膜提取液。在鼠龄17天时将小鼠处死,荧光素灌注—视网膜铺片检测视网膜无血管灌注区面积;光镜下计数突破内界膜的内皮细胞核数反应羊膜提取液抑制新生血管形成的作用;Western免疫印迹检测VEGF、PEDF的表达;酶联免疫吸附法检测NF-κB、IL-1β的表达;视网膜组织切片用NF-κB进行免疫组织化学染色。
结果1.视网膜铺片结果正常对照组未见视网膜血管无灌注区,氧动物模型组和实验对照组可见大量无灌注区,而实验组明显少于高氧组和正常对照组(p<0.01)。
2.视网膜切片结果正常对照组HE染色几乎未见突破视网膜内界膜的血管内皮细胞核,氧动物模型组和实验对照组可见较多内界膜的血管内皮细胞核,而实验组数目明显少于高氧组和正常对照组(p<0.01)。
3.Westernblot检测结果各组均可见VEGF表达,实验组VEGF表达较氧动物模型组和实验对照组明显下降。各组均可见PEDF表达,实验组PEDF表达较氧动物模型组和实验对照组明显升高。
4.免疫组织化学法正常对照组未见NF-κB阳性细胞,氧动物模型组和实验对照组可见较多NF-κB阳性细胞,而实验组数目明显少于高氧组和正常对照组。
5.酶联免疫吸附法结果实验组NF-κB、IL-1β表达较氧动物模型组和实验对照组明显下降。
结论羊膜提取液能有效抑制视网膜新生血管,其作用机制是抑制血管促进因子的表达,主要是通过抑制VEGF的调控因子NF-κB的活性下调VEGF;上调PEDF从而抑制新生血管的形成,可有望成为治疗视网膜新生血管的新途径。