【摘要】 目的:研究早产儿视网膜病变新生血管形成过程中VEGF对TGFβ表达的影响。 方法:体外培养人视网膜血管内皮细胞(HRCECs),分别转染重组腺相关VEGF病毒和VEGF的RNA干扰质粒到HRCECs,增高和抑制VEGF的表达,通过二氯化钴诱导HRCECs缺氧,观察TGFβ在不同VEGF水平下的mRNA表达变化,同时观察HRCECs增殖的变化。结果:高表达VEGF组(C组),低表达VEGF组(D组) ,阴性对照组(E组) ,阳性对照组(F组)的VEGF/actin分别为: 1.15±0.77, 0.36±0.31, 0.28±0.16, 0.83±0.72;而TGFβ/actin为: 0.55±0.39,0.92±0.57,0.18±0.07,0.70±0.45,当VEGF高表达,TGFβ的mRNA表达下调;在VEGF低表达时,TGFβ的mRNA表达上调。 结论:TGFβ能部分代偿VEGF的功能,视网膜新生血管形成过程中生长因子具有冗余性。
【关键词】 早产儿视网膜病变 新生血管 VEGF TGFβ 冗余性
0引言
早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity, ROP)是一种严重的致盲性眼病,发生于未成熟或低体重出生婴儿的视网膜,新生血管的出现是ROP的主要特征,在新生血管发生发展的过程中,一系列生长因子参与其中[13],如血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF),血管生成因子1,胰岛素样生长因子,碱性成纤维生长因子,转化生长因子β(transforming growth factor β,TGFβ)等,这些因子都具有促进新生血管形成的作用,其中VEGF起到中心和关键的作用[4],有关这些因子单个的作用机制研究很多,而对这些生长因子之间的作用研究甚少,这样很难从整体水平认识新生血管的发生机制,因此,本文拟以VEGF为切入点,探索缺氧状态下视网膜血管内皮细胞(human retinal capillary endothelial cells,HRCECs)的VEGF表达发生变化时,TGFβ的表达改变,为下一步的研究奠定基础。 表1 VEGF和TGFβ在缺氧状态下的表达(n=6)
高表达VEGF组(C组)低表达VEGF组(D组)阴性对照组(E组)阳性对照组(F组)VEGF/actin1.15±0.770.36±0.310.28±0.160.83±0.72TGFβ/actin0.55±0.390.92±0.570.18±0.070.70±0.45
1材料和方法
1材料 细胞培养试剂:20g/L胰酶(Sigma公司,美国),0.66g/L II型胶原酶(Gibco公司,美国),胎牛血清(四季青公司,中国),DMEM培养液(Gibco公司,美国),纤维连接蛋白(Invitrogen公司,美国),内皮细胞培养液(Gibco公司,美国),胰岛素转铁蛋白硒添加物ITS(Gibco公司,美国),内皮细胞生长因子ECGF(Sigma公司,美国),第Ⅷ因子相关抗原抗体(DAKO公司,美国)。新鲜人眼球取自本科手术室角膜移植术后的废弃眼球(术前均具备由本院伦理委员会批准的患者知情同意书)。生化试剂和仪器:Hot star Taq Polymerase试剂盒(Qiagen公司,德国);SYBR Green I荧光染料(ABI公司,美国); Trizol Reagent Kit RNA提取试剂盒(基因公司,中国香港);ABI7300 Real time PCR仪(ABI公司,美国);流式细胞仪FACSCAN, Beckman 公司,美国)。重组腺相关病毒2VEGF(rAAV2VEGF)病毒和VEGF的RNA干扰pSIRENVEGF质粒由本实验室提供。
1.2方法
1.2.1 HRCECs的培养 参见文献进行[5]角膜移植术后的废弃眼球,无菌下剪开眼球,取视网膜神经层,胰酶室温消化视网膜15min,再用0.66g/L型胶原酶消化30min,加入200mL/L胎牛血清的DMEM培养液终止消化,离心收集细胞,人内皮细胞培养液培养,培养瓶涂纤维连接蛋白,待细胞汇合单细胞层后,按1∶2传代,第VIII因子相关抗原抗体鉴定内皮细胞。
1.2.2转染rAAVVEGF重组腺病毒和RNAiVEGF到HRCECs 取3~6代的HRCECs进行实验,传代到六孔板内,分为A、B、C、D 4个组,每组6孔, C组转染rAAVVEGF重组腺相关病毒, D组转染pSIRENVEGF质粒,A和B组分别转染空白rAAV和pSIREN质粒作为对照组。
1.2.3 RTPCR检测4组细胞VEGF的表达 转染48h 后用QIAGEN 的RNA 提取试剂盒提取4组细胞的mRNA,用RT 试剂盒将mRNA 反转录为cDNA,以βactin 为内对照作PCR ,βactin引物为: 上游5’CTGGGTATGGAATCCTGTGG3’,下游 5’ TCATCGTACTCCTGCTTGCTG3’;VEGF引物为: 上游5’TCT TCAAGCCGTCCTGTGTG3’, 下游5’ACAGTGAACGCTCCAGGATTT A3’。反应条件为 94℃,30s ,63℃ 30s ,72℃ 1min,31个循环,20g/L的琼脂糖凝胶电泳,拍照,JVC KyF30B 3CCD 彩色图像摄录输入仪作图像分析,对比分析不同组VEGF的mRNA表达改变。
1.2.4诱导转染的HRCECs缺氧 取C组(rAAVVEGF转染组),D组(pSIRENVEGF组)细胞植入6孔板,每组6孔,培养液中加入50μmol/L 二氯化钴诱导缺氧状态,同时另设E、F两组对照:正常HRCECs植入6孔板,每组6孔进行实验, E组细胞未用二氯化钴处理作为阴性对照,F组用二氯化钴处理作为阳性对照。
1.2.5实时定量PCR检测C、D、E、F组TGFβ的mRNA的表达变化 实验方法参见上述,TGFβ的引物为:上游5’ATTCCTGGCGATACCTCAG 3’,5’CGGTAGTGAACCCGTT
图1 VEGF在人视网膜血管内皮细胞的表达 A和B组分别转染空白rAAV和pSIREN质粒作为对照组, C组转染rAAVVEGF病毒, D组转染RNAi pSIRENVEGF质粒
图2 VEGF在各组的表达改变 A和B组VEGF的mRNA表达差异无显著性,同这两组比较,C组VEGF的mRNA表达增高,D组表达降低,并且差异有显著性
GAT 3’,退火温度为52℃,内参引物与上述相同,实时收集FAM/Sybr荧光信号,经过31个循环后72℃保温10min,然后进行融解曲线的分析,对比分析bFGF的mRNA表达变化。
1.2.6流式细胞术检测C、D、E、F组细胞增殖变化 每组取6孔HRCECs,胰酶消化,收集细胞,调整密度为106,700mL/L冷酒精固定细胞,加入RNA酶,PI染色,流式细胞仪检测细胞生长周期。
统计学处理:运用SAS 6.12统计学软件,对转染组与对照组内皮细胞VEGF和TGFβ的表达、以及HECECs增殖等实验数据进行方差分析和q检验,以P<0.05为有统计学意义。
2结果
2.1 rAAVVEGF重组腺病毒和RNAiVEGF成功转染到内皮细胞 半定量PCR结果显示:A、B两组VEGF的mRNA表达差异无显著性,同这两组比较,C组VEGF的mRNA表达增高,D组表达降低,并且差异有显著性;说明C组成功高表达VEGF,D组成功抑制VEGF的表达,可以用于下一步研究(图1,2)。
2.2缺氧状态下HRCECs的VEGF表达变化对TGFβ表达的影响 C组(VEGF高表达组)、D组(RNAiVEGF组)、E组(阴性对照组)、F组(阳性对照组)VEGF和TGFβ的mRNA表达,可以发现:E组两者的mRNA表达都低,而F组两者的mRNA表达都增高,同E组比较,C、D两组的VEGF和TGFβ表达都增高;同F组比较,C组的VEGF显著增高而TGFβ表达降低;D组的VEGF表达降低时TGFβ显著增高,差异有显著性(图3,表1)。
2.3缺氧状态下HRCECs的VEGF表达变化对细胞增殖的影响 C组、D组、E组、F组在G1期细胞分别为(20.08±2.63)%、(34.35±3.51)%、(58.77±4.85)%、(28.10±3.37)%,C组、D组、F组同E组比较,差异有显著性(P<0.05)。而C组、D组、F组比较,差异也有显著性,说明VEGF对细胞增殖具有重要作用。
图3 VEGF不同表达时TGFβ的表达变化 VEGF显著增高则TGFβ表达降低,VEGF表达降低时TGFβ显著增高,差异有显著性
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