2结果
光学显微镜下观察HE染色切片:正常人的角膜上皮细胞完整,基质纤维排列整齐,无炎症性细胞浸润(图1 A)。角膜热烧伤组织标本角膜正常结构破坏,上皮细胞层不完整,细胞数量增多且排列不规则;基质纤维肿胀,排列紊乱,多量细胞浸润;上皮层及基质层中可见中性粒细胞和淋巴细胞浸润(图1 B)。正常人角膜中MMP2、MMP9免疫组化染色均未见阳性表达(图2 A,图3 A)。角膜热烧伤标本中,MMP2阳性染色部位主要位于角膜上皮细胞层和基质层(图2 B)。MMP9阳性染色部位主要位于上皮层和基底膜(图3 B)。依据不同病程,分段观察MMP2、MMP9在角膜热烧伤中的表达见表1。以正常角膜为阴性对照,实验组MMP2、MMP9阳性表达的细胞数平均值及统计学分析见表2。以对照组平均灰度值为基值,实验组平均灰度值及±s统计学分析见表3。表1角膜热烧伤中酶的表达(略)注:表中阳性细胞及灰度值均为平均值表2MMP2、MMP9阳性染色细胞数平均值(略)表3实验组平均灰度值及统计学分析(略)
3讨论
角膜是一个多型胶原的复合组织。胶原蛋白占角膜重量的75%,角膜基质中主要含有Ⅰ型胶原,亦含有少量Ⅲ、Ⅴ型胶原等,上皮基底膜主要成分为Ⅳ型胶原[1]。角膜热烧伤后角膜溶解为角膜胶原降解导致的破坏性角膜疾病,有多种水解酶参与此过程,在诸多酶中,MMPs可能起主要作用[2]。MMPs是一组锌离子依赖的肽链内切酶,能够降解ECM和基膜中不同的蛋白质成分[3]。生理条件下MMPs合成和分泌主要通过自分泌和旁分泌的生长因子来调节[47]。MMPs不仅参与正常的生理条件下组织重塑过程;而且这些蛋白水解酶的异常变化可以促成许多病理改变。目前发现的有26种之多[8,9],依据其功能和结构的不同,将其分为明胶酶、白明胶酶、基质降解酶、膜型金属蛋白酶和其他类型的酶。MMPs主要由炎症细胞和细菌分泌,角膜细胞本身也可以产生一部分。其中MMP2、MMP9分布最广,研究最多,它们均属于白明胶酶类,MMP2水解的底物主要是明胶,Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅹ型胶原,弹性蛋白等,相对分子量为72kDa。MMP9水解的底物主要是明胶,Ⅳ、Ⅴ、Ⅹ型胶原,弹性蛋白等,相对分子量为92kDa[10,11]。在角膜热烧伤中发挥重要作用。 随着工业现代化的发展,角膜热烧伤疾病在逐年增多。由于其导致的角膜损害多较严重,引起的视力损害明显,成为近年来人们研究较多的疾病。角膜热烧伤首先导致角膜组织凝固坏死,角膜混浊、上皮剥脱、基质水肿,重者甚至角膜穿孔;继而引起大量炎性细胞浸润,导致明显的炎症反应。角膜浸润的炎性细胞产生多量MMPs,主要为MMP2、MMP9,降解角膜胶原和蛋白聚糖,引起角膜组织的溶解破坏,加重角膜热烧伤造成的组织损害。目前临床主要采用抗炎药物保守治疗此类疾病,缺乏有效的针对性的治疗手段。以往动物研究提示,两种酶在角膜热烧伤不同病程中的表达具有时间及分布的差异性。烧伤后早期MMP9在上皮层及基底膜的高表达导致其明显溶解坏死,继之MMP2在基质层的高表达导致其严重溶解坏死[2,12]。针对两种酶不同的表达特点,在不同病程中应用特异性MMPs抑制剂治疗动物角膜热烧伤,明显缩短了热烧伤炎症持续时间,降低了角膜溃疡及穿孔的发生,减少了角膜瘢痕的形成,证明MMPs抑制剂对角膜热烧伤是一种潜在的有效治疗手段。但由于MMPs具体作用机制不明确,加之MMPs抑制剂具有一定的毒性,使得临床上安全使用MMPs抑制剂的应用研究受到限制。本实验组对热烧伤动物模型研究显示,在角膜烧伤后伴随角膜损害的发展,MMP2的表达逐渐升高,14d即角膜基质溶解高峰期时MMP2的表达达到最高峰后,以后逐渐开始下降。本研究显示,病史在10~20d的病变角膜MMP2的表达明显高于其他时间的病例,与动物实验结果相一致。证明了MMP2与角膜烧伤后基质层病变损害程度呈正相关。MMP9在病史小于10d的病例的表达明显高于其它时间的表达,与角膜烧伤初期基底膜的破坏作用明显有关。总之,与正常人角膜对照,MMP2、MMP9在角膜热烧伤中的表达具有统计学意义。表明这两种酶在角膜热烧伤过程中也起着重要作用。 本研究结果发现,MMP2、MMP9均参与了所研究疾病的发病过程,并且与病变的发展和严重程度呈正相关性。MMP2、MMP9的分布与其作用的底物分布相一致。如果在疾病的不同临床时期,使用特异性的MMPs抑制剂可以将疾病的损害减少到最小程度。本次实验利用人的角膜热烧伤病变角膜为实验组,以正常人的角膜作对照,检测了MMP2、MMP9在两组疾病中的表达,并进行了定性和半定量的统计学分析。真实反映了热烧伤后人角膜溶解坏死与MMPs的关系,明确了两种酶在所研究疾病中的重要作用,使我们对其与研究疾病的关系有了初步的了解,为临床应用可能的药物治疗提供了初步的理论依据。
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