【摘要】目的:建立体外RPE细胞损伤模型,观察损伤诱导的视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)细胞移行以及MMP2和MMP9的表达。方法:在近铺满期视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)细胞培养板上,采用角膜移植用的环钻和棉签法做圆形细胞刮伤区,SABC免疫组织化学方法检测RPE细胞受创后48h MMP2和MMP9的表达;并应用此损伤模型,计数进入缺损区的细胞数,观察地塞米松(Dex)对RPE细胞移行和对MMP2及MMP9表达的影响。结果:RPE细胞受创后损伤边缘的RPE细胞逐渐向缺损区移行;免疫组化结果显示,损伤后48h损伤边缘移行的RPE细胞呈MMP2的阳性表达,MMP9呈强阳性表达。Dex处理组中损伤诱导的RPE细胞移行明显减少,MMP2和MMP9的表达也明显减弱。结论:MMPs在RPE细胞移行修复中有重要意义,Dex可以通过抑制 MMP2和MMP9的表达而减少RPE细胞移行。
关键词:基质金属蛋白酶;视网膜色素上皮细胞;损伤模型;细胞移行;免疫组化
0引言 视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE) 细胞的移行是增生性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy,PVR)发生的重要环节[1,2],如何减少细胞移行是研究的一个重点。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)参与降解细胞外基质(ECM)的多种蛋白成分,对细胞移行及ECM的重建起着重要作用。我们建立一种体外RPE细胞损伤模型,模拟PVR病程中RPE细胞的移行反应,观察损伤诱导的RPE细胞移行以及MMP2和MMP9 的表达,研究二者在RPE细胞损伤和PVR 发生中的作用。
1材料和方法
1.1材料 鼠抗人MMP2和MMP9抗体购自美国Nemarker公司,羊抗鼠IgG、链霉亲和素生物素复合物(SABC)免疫组化试剂盒、DAB显色试剂盒购自武汉博士德公司,丝裂霉素C(2mg)和地塞米松(Dex)为美国Sigma公司产品。取本实验室传代的人RPE细胞第4~7代用于实验[3]。用含100mL/L小牛血清的Dulbecco改良Eagle 培养基和Hams F12(DMEMF12)的混合完全培养基(青霉素100kU/L, 链霉素100kU/L),将RPE细胞以5×107/L的细胞密度接种于12孔培养板上,置于37℃、50mL/L CO2孵箱中培养48h。细胞近85%铺满后换用无血清DMEMF12培养基,使细胞静止24h。刮伤模型的建立采用角膜移植用的环钻(直径6.5mm),轻轻放在培养板上,从孔内伸入消毒棉签将环钻覆盖区内RPE细胞轻轻刮去,一个孔做2个刮伤区(图1A),DHanks液轻柔冲洗脱落细胞3次。更换新的无血清培养液,继续置于37℃、50mL/L CO2孵箱中培养。于损伤后48h弃培养液, 0.1mmol/L PBS浸洗3次,冰40g/L多聚甲醛固定30min,PBS洗2次,空气中干燥,20℃冰冻保存备用。一孔未做刮伤的细胞做对照组。
1.2方法 将培养板上已固定的RPE细胞,用PBS洗5min,5mL/L H2O2/甲醇室温处理30min,灭活内源性过氧化物酶;正常山羊血清封闭30min,吸取多余液体,不洗;滴加一抗,抗体滴度1∶100,湿盒内4℃过夜,复温后PBS洗涤3次,每次2min;滴加1∶100稀释生物素化羊抗鼠IgG,湿盒内37℃1h,PBS洗涤3次,每次2min;滴加SABC, 37℃30min,PBS洗涤4次,每次5min。显微镜下控制DAB显色时间,苏木素复染,脱水、透明、封片。具体步骤按照试剂盒说明进行,阴性对照用PBS代替鼠抗人MMP2和MMP9抗体。免疫组化结果以背景清晰、细胞质内淡黄色染色记为弱阳性,黄色为阳性,棕黄色染色为强阳性。每个标本观察5个视野。另将RPE细胞以5×107/L的细胞密度接种于12孔培养板上,置于37℃,50mL/L CO2孵箱中培养48h。细胞近铺满后在DMEMF12中加入丝裂霉素C(10mg/L)培养2h,以抑制细胞的增生能力。如前做细胞损伤模型,试验分2组,一组为损伤诱导的基础移行组,另一组加入1mg/L Dex。继续培养48h后,弃去培养液,40g/L多聚甲醛固定30min,HE染色,在100倍显微镜下每孔选择5个视野,计数越过刮痕线进入刮痕区的细胞数,每组设3个孔,实验重复3次。 统计学处理:两组之间移行能力的差别采用SPSS 10.0 统计软件独立样本的t检验分析处理。P<0.05 为差异有显著性意义。
2结果
2.1移行实验 损伤可以诱导RPE细胞移行,RPE细胞受创后损伤边缘的RPE细胞逐渐向缺损区移行(图1B)。基础移行组48h时平均移行细胞数为43.7±13.2,Dex 组平均移行细胞数为30.9±8.4,两组之间差异具有统计学意义(P=0.0026,P<0.05)。也就是 1mg/L Dex对损伤诱导的RPE细胞移行有抑制作用(图1C)。
图1 损伤模型诱导RPE细胞移行 (略)
A:融合RPE细胞刮伤即刻。可见中央无细胞区域,箭头所示弧线为刮痕线;B:刮伤48h后可见部分细胞移行进入刮伤区; C:Dex(1mg/L)作用组刮伤48h可见移入缺损区的RPE细胞数明显减少
2.2 MMPs表达 损伤后48h损伤边缘向缺损区移行的RPE细胞呈MMP2的阳性表达(图2A),MMP9呈强阳性表达(图2B);Dex处理组中移行的RPE细胞MMP2和MMP9均呈弱阳性表达(图2C);未做刮伤的对照组MMP2染色为弱阳性,MMP9的表达为阴性。
图2 移行RPE细胞 MMPs表达(SABC×100)(略)
A:刮伤48h MMP2表达阳性; B:刮伤48h MMP9表达强阳性; C: Dex(1mg/L)作用组刮伤48h MMP9表达弱阳性
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