作者:陈丽华 江萍 胡学斌 莫纯坚 王红俊 王静 甘绪芹 作者单位:三峡大学第一临床医学院宜昌市中心人民医院,湖北 宜昌 443003
【摘要】 目的 探讨大鼠角膜新生血管中内皮素1(endothelin-1,ET-1)和血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor,VEGF)的表达和意义。方法 采用角膜缝线建立角膜新生血管模型。裂隙显微镜观察角膜新生血管的生长情况;用免疫组织化学技术检测ET-1及VEGF在角膜新生血管模型不同阶段的表达和变化。结果 实验鼠于缝线后3 d开始形成新生血管并见炎性细胞浸润,12 d角膜新生血管面积达高峰,12 d后新生血管和炎性细胞均明显减少。免疫组化显示ET-1和VEGF于缝线后1 d表达开始升高,9 d达高峰,以后逐渐下降,两种因子的表达与CNV的面积具有正相关性(ET-1与CNV的r值为0.807,VEGF与CNV 的r值为0.779,P<0.05)。结论 大鼠角膜ET-1和VEGF的表达与新生血管的形成有相关性,并在其中发挥重要的作用。
【关键词】 内皮素1;血管内皮生长因子;角膜新生血管;免疫组织化学
角膜新生血管(corneal neovascularization ,CNV)的形成严重影响角膜透明性,是最常见的致盲原因之一,也是角膜移植术后发生排斥反应的高危因素。CNV发生机制虽然不清,但诸多生长因子、细胞因子和炎症介质发挥的作用一直是研究关注的重点,其中新生血管刺激因子的过度表达是其发生的基础。血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor,VEGF)是目前研究发现的功能最强的血管形成刺激因子,大量资料证实VEGF在血管形成中起重要作用〔2~4〕,故抑制角膜组织VEGF 的表达可能成为抑制血管形成的新途径。内皮素-1(endothelin-1,ET -1)是具有多种生物学活性的一种多功能细胞因子,最近研究表明ET-1与肿瘤血管的发生密切相关。但ET-1在角膜新生血管形成过程中的作用如何,与VEGF 在CNV形成中的关系目前尚不清楚。本实验采用角膜缝线诱导建立大鼠CNV模型,检测缝线诱导角膜新生血管术后不同时间点ET -1和VEGF表达的动态变化并分析其与CNV的关系,探讨CNV有关发病机制。
1 材料与方法
1.1 模型的建立 健康雄性SD大鼠36只,体重220~250 g,华中科技大学同济医学院动物实验中心提供(许可证号:SCXK〔鄂〕2004-0007,级别:SPF)。经3%戊巴比妥钠(30 mg/kg)全身麻醉后,检查所有鼠眼无眼前节病变,用0.25%氯霉素眼药水冲洗结膜囊,常规消毒,复方托品酰胺散瞳,0.5%丁卡因表面麻醉。在手术显微镜下用 10-0 聚胺酯缝线在右眼上方角膜象限间断缝合3 针(11 点、12 点、1 三个钟点位置),自距离角膜缘略小于 2.0 mm(圆规定位)向瞳孔中心方向进针,穿过角膜基质约1.5 mm,线距1 mm,缝线头长约1 mm。缝针尽量避免进入前房。术后双眼均每日滴0.25%氯霉素眼液3次。根据缝线后1、3、6、9、12及15d 随机分成6组,每组6只。右眼为实验组,左眼为正常对照组。
1.2 角膜新生血管形态学观察及面积计算 自缝线后第1天开始,每日在裂隙灯显微镜下观察角膜新生血管生长情况,并用圆规测量长入角膜的新生血管长度(以连续且弯曲度小、并与角膜缘切线垂直的最长血管为准)计算CNV生长面积(A)〔1〕:A=C/12×3.1416〔r2-(r-l)2〕,其中C为CNV累计角膜的圆周钟点数,l为CNV从角膜缘伸入角膜的长度,r(鼠角膜半径)=3.75 mm。
1.3 角膜组织病理学检查 相应时段过量麻醉处死大鼠,取眼球置于 10% 中性福尔马林固定24 h,常规上脱水、透明、浸蜡、石蜡包埋,4 μm厚连续切片,苏木精-伊红染色,中性树胶封片,光学显微镜下观察。
1.4 免疫组织化学检测ET-1和VEGF的表达 石蜡切片脱蜡30 min,梯度乙醇透明,切片置于枸橼酸钠缓冲液中行微波抗原修复10 min,磷酸盐缓冲液(PBS)漂洗3次,每次5 min。按SP试剂盒说明进行免疫组织化学操作,一抗为兔抗ET-1和 VEGF多克隆抗体(VEGF一抗由福建迈新公司提供,ET-1由北京博奥森生物技术有限公司提供),二抗为抗兔S-P试剂盒(福建迈新公司)。经二氨基联苯胺(DAB)显色,苏木素衬染、透明、脱水、封片。阴性对照以PBS代替一抗,其他条件均相同。抗ET-1、VEGF抗体染色阳性的细胞胞浆或胞膜呈程度不同、基本均匀的棕黄色粗大颗粒反应,反之则为染色阴性。采用Leica Qwin图像分析系统对每张免疫组化切片随机选取5个不重复的高倍视野(×400),利用Image-Pro Plus5.0图像分析软件分析阳性的平均灰度值(0~255范围内,灰度值与染色强度呈反比),求出平均积分光密度(average integrate optical density,AIOD),AIOD值与阳性区域的面积和着色深浅呈正比,即AIOD值越大,代表蛋白含量越高。
1.5 统计学分析 数据采用SPSS10.0软件进行分析,实验结果均以x±s表示,行单因素方差分析,对VEGF和ET-1的表达及其与CNV的面积之间的关系进行Spearson相关分析。
2 结果
2.1 免疫组织化学分析 见表1。在正常角膜中,ET-1在角膜上皮层和内皮层有少量表达,而VEGF仅在上皮基底膜有微弱表达。缝线后不同时期,ET-1和VEGF在角膜上皮全层、基质层炎性细胞(主要为多形核中心粒细胞)和角膜新生血管内皮染色均为阳性,表现为细胞胞浆或胞膜呈棕黄色粗大颗粒反应(图1A~C和图2A~C)。图像分析结果显示,ET-1和VEGF在缝线后1 d开始升高,9 d达高峰,12 d后开始回落。各组与正常组比较,差异有统计学意义(P<0.05),两种因子的表达与CNV的面积具有正相关性(VEGF与CNV 的r值为0.779,ET-1与CNV的r值为0.809,P<0.05) 。
表1 大鼠缝线后不同阶段角膜中ET-1和VEGF的AIOD变化(略)
与对照组比较:1)P<0.05,2)P<0.01
A为正常对照组,胞浆或胞膜内见ET-1弱阳性反应;B为缝线后3 d组,ET-1在角膜上皮全层、基质层炎性细胞和角膜新生血管内皮均见阳性反应;C为缝线后9 d组,角膜组织中ET-1呈强阳性反应。
图1 大鼠缝线后不同时间角膜组织中ET-1的表达(SP法,×400)(略)
A为正常对照组,在角膜上皮层(尤以基底膜细胞)有微弱表达;B为缝线后3 d组,VEGF在角膜上皮全层、基质层炎性细胞和角膜新生血管内皮均见阳性反应;C为缝线后9 d组,角膜组织中VEGF呈强阳性反应。
图2 大鼠缝线后不同时间角膜组织中VEGF的表达(SP法,×400)(略)
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