3讨论
我们成功分离培养大鼠Müller细胞并建立细胞缺氧损伤模型,观察了缺氧对Müller细胞的影响,以及VEGF对Müller细胞的保护作用,并对其机制进行了初步分析。正常情况下,Müller细胞很少表达GFAP,VEGF及其受体(如Flk-1,Flt-1),短时间缺氧能够使Müller细胞GFAP,VEGF及其受体的表达显著升高,细胞形态变化,甚至发生凋亡,这种影响呈时相依赖性。缺氧12 h时Müller细胞的损伤最明显,细胞肿胀,活性降低,凋亡指数升高。其机制可能有:(1)缺氧使Müller细胞胞外K+浓度升高,导致细胞去极化及提高其代谢率;(2)缺氧导致无氧代谢增加,产生大量乳酸;(3)缺氧导致细胞内花生四烯酸水平升高[12],引起细胞肿胀;(4)更重要的是,Müller细胞内的Ca2+超负荷,它可对继发的Müller细胞增生提供信号[13],促进cyclin D1的合成表达,从而诱导细胞增生[14]。我们在缺氧处理前加入终浓度为10~100μg/L的外源性VEGF,与单独缺氧组比较,细胞活性升高,凋亡指数下降,提示外源性VEGF对Müller细胞抗缺氧损伤具有一定的保护作用。75μg/L和100μg/L VEGF处理组间,细胞活性和凋亡指数差异不明显,说明VEGF对Müller细胞的保护作用在一定范围内(<75μg/L)时呈剂量依赖关系,最大效应剂量可能约为75μg/L,超过75μg/L时,细胞活性并未出现更显著提高,这可能是VEGF受体相对饱和所致。脑组织星形胶质细胞研究发现,常氧下加入10~100μg/L VEGF,GFAP表达增加,细胞增生活性升高,并呈剂量依赖性[15]。加入MEK1抑制剂PD98059和PI-3激酶抑制剂wortmannin抑制了VEGF诱导的脑胶质细胞GFAP表达[14],说明正常环境中VEGF对脑胶质细胞的作用机制包含PI3/AKT和ERK/MAPK两条通路。Müller细胞是视网膜中一种特化的星形胶质细胞,具有一般星形胶质细胞的特点,但VEGF对缺氧Müller细胞作用机制是否也通过这两条通路实现,还需要进一步证实。
血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor, VEGFR)是VEGF特异性的膜受体,根据其结构与功能的不同主要分为:Flt-1(fms-like tysosine kinase),KDR/Flk-1(kinase insert domain containing receptor)及VEGFR-3共3种[16],Flt-1,Flk-1主要在血管内皮细胞表达,另外,Flk-1还分布在神经细胞、单核细胞和滋养层细胞等处。Khaibullina等[17]认为,Flk-1参与血管形成[18]、神经营养和神经保护过程[19],而Flt-1明确的作用至今还不清楚,有人认为与胶质细胞有关[20]。Mani等[15]研究证实,用Flk-1和Flt-1的反义寡核苷酸发现VEGF对脑胶质细胞起保护作用的主要受体是Flt-1而非Flk-1,而且在外源性VEGF为25μg/L时,细胞的增生活性即明显增加,VEGF为100μg/L时,细胞增生活性最高,凋亡指数最低。本实验中,加入Flk-1阻断剂SU1498后,VEGF对细胞的缺氧保护作用受到抑制,说明Flk-1参与了此过程,VEGF可能是一种细胞受缺氧应激因素影响下的保护因子。Flk-1,Flt-1随缺氧时间表达量增加,并呈剂量依赖性,以Flt-1最为明显,说明Flk-1,Flt-1都参与了 VEGF对缺氧Müller细胞的作用,以Flt-1更为重要。本实验所得量效关系与上述报道有所不同,可能与细胞种类、处理因素及VEGF的来源不同有关。
总之,Müller细胞是视网膜中重要的神经细胞之一,发挥重要的视觉功能,研究缺氧条件下VEGF对Müller细胞的作用及其机制,可以有助于另一个侧面研究缺氧和辅助VEGF对于视网膜中多种细胞的影响,有助于各种视网膜细胞功能损伤的机制探索,为缺血性视网膜疾病的治疗提供新的思路。
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