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研究背景
青光眼是主要致盲的眼病。估计到2020年有8000万人患病。青光眼是一种遗传异质性的综合神经退行性疾病,表现为视网膜神经节细胞的丢失、视野典型性改变以及视神经的变性,并造成视力逐渐缺失。青光眼从病因学上分为原发型和继发型,从前房的解剖结构分类为开角型和闭角型,从发病时间分类为婴幼儿型、青少年型以及成年人型。一般而言,青光眼可分为以下三种主要的类型:(1)原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma,POAG);(2)原发性先天性青光眼(primary congenital glaucoma,PCG);(3)原发性闭角型青光眼(primary angle-closure glaucoma,PACG)。
最常见的青光眼类型是POAG,全世界范围内有超过3500万人受到影响。POAG的特点是杯盘比进行性加大,相应地出现进行性的视野缺失,如果不治疗,会导致失明。POAG患者的亲属患该病的频率更大,表明该病可能受遗传因子影响。Fan等报道,迄今至少已经发现22个基因位点与POAG相关联,其中14个基因位点被命名为GLC1A~GLC1N。目前从这些位点中只鉴定出3个致病基因,即myocilin(MYOC/GLC1A)、optineurin(OPTN/GLC1E)和WD repeat domain 36(WDR36/GLC1G)。除了致病基因,至少还有16种POAG相关基因,包括载脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)、视神经萎缩1(optic atrophy 1,OPA1)、肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)和细胞色素P4501B1(cytochrome P450 family 1,subfamily B,polypeptide 1,CYP1B1)等。

随着对青光眼发病机理和药物作用的分子生物学机制的研究,青光眼的治疗模式正在转变。眼压升高常见于各类型的青光眼,是青光眼发展过程中的主要危险因素。高眼压可造成视神经和视网膜神经节细胞的死亡,因而视功能损害。眼内压是由房水的生成和外流之间的平衡来控制的。房水由睫状突生成,生成后从后房瞳孔进入前房。已经证明小梁网组织存在alpha-actine,具有平滑肌样收缩功能,小梁网在房水调节中的作用被人们逐渐关注。小梁组织是房水排出的主要途径,亦是房水流出生理性或药理性调节的重要部位。其中小梁细胞及其细胞外基质起十分重要的作用。早期研究即显示小梁细胞在维持正常房水排出阻力的作用,以及小梁细胞参与形成小梁组织导致房水排出阻力增加的病理变化。随着年龄增长,小梁细胞数量减少,而体积呈代偿性增大以覆盖小梁基质。小梁细胞的生理功能、病理变化以及对一些导致房水排出受阻的病理因素(环境因素)的反应,在青光眼发病机制的研究中具有十分重要的意义。有研究表明:在动物眼内注射硫酸软骨素(黏蛋白)可使眼压升高,相应病理改变有小梁硬化、小梁网间隙变窄及小梁网中布满细胞外基质。而注射硫酸软骨素酶ABC、透明质酸酶等糖胺聚糖降解酶,可降解小梁组织中一些基质而使房水流出阻力下降。

研究模型

我们已经掌握了原代小梁网细胞的分离培养:从眼球中显微分离小梁网组织,浸润与DMEM/F12培养基中。将组织剪成乳糜状,接种于培养瓶壁。组织块培养7天后可见细胞自组织块周边长出,新生长出的形态短小,随着时间的延长,细胞开始变得较为宽大扁平,细胞突起增多(如下图所示),彼此有重叠,细胞核大;组织块爬出的细胞数量大量增加,并逐渐融合,一般在2-3周的时间可形成紧密相连的单层细胞层。

小梁细胞的吞噬功能对于保持房水流出道通畅起重要的作用,小梁细胞的吞噬负担过重或异常与某些继发性或原发性青光眼的发病有关。我们建立了小梁细胞的吞噬评价模型(如下图所示):在小梁细胞中加入荧光标记的微粒,作用24小时后,荧光显微镜下观察吞噬情况。


研究案例
目的:探讨CIC-3氯离子通道在小梁细胞中的作用
结论:氯离子通道在细胞增殖、迁移、凋亡等多种生理、病理过程发挥重要作用
路线:

1.应用RT-PCR及细胞免疫化学方法,检测CIC-3氯离子通道在永生株人眼小梁细胞中的表达

2.应用氯离子通道阻滞剂NPPB,研究NPPB对小梁细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡、线粒体膜电势及细胞吞噬功能的影响

3.采用反义寡核苷酸技术,特异性抑制CIC-3氯离子通道蛋白在小梁细胞的表达;检测CIC-3氯离子通道在小梁细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡、线粒体膜电势及细胞吞噬中的作用

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