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目的:青光眼是以病理性高眼压、进行性视神经变性和视野缺损为特征的,位列全球第二位不可逆性致盲眼病。目前青光眼滤过性手术是治疗青光眼的最主要手段之一,手术失败的最主要原因为滤过道的疤痕化,随着一些抗代谢药物如5-Fu、MMC等的应用,抗青光眼滤过手术的成功率已大大提高,但随之带来一些不可避免的并发症:滤过泡渗漏、低眼压、眼球感染、低压性眼病等等,严重影响了滤过性手术的效果,并进一步加重视功能损害。因此,寻找新的调控术区疤痕化同时又不影响创口愈合的平衡调控方法是抗青光眼滤过性手术成功的关键。
本研究探讨应用RNA干扰技术,特异性地抑制IKKB的表达,从而下调NF-κB的活性,降低细胞因子、生长因子的分泌,平衡调控青光眼术区创口愈合,提高手术的成功率的可行性、安全性、有效性及其作用机制。
方法
1、正常人眼球筋膜成纤维细胞的体外培养和鉴定:取正常供体新鲜的Tenons囊组织,利用组织块培养法,进行成纤维细胞体外培养,并利用光镜、电镜、细胞免疫组织化学法鉴定人成纤维细胞;
2、设计、合成靶向IKKB基因的siRNAs,并进行筛选得到具有高效干扰效率的siRNA;
3、利用高效的转染试剂HiperFectTransfectionReagent将siRNA转入体外培养的人成纤维细胞,并设有不同的转染浓度(5nM、10nM、25nM、50nM、100nM、200nM)进行RNA干扰,同时设有空白对照组、阴性对照组,然后用RT-PCR的方法检测干扰后IKKB的mRNA表达水平;用Westernblot的方法检测IKKB的蛋白表达水平;用MTT法检测RNA干扰后成纤维细胞增殖能力受到的影响,绘制其量效曲线;采用划痕法检测成纤维细胞的迁移能力;
4、采用激光共聚焦荧光显微镜检测RNA干扰后NF-κB的活性,并采用RT-PCR的方法检测其下游的生长因子:BFGF、CTGF和基质金属蛋白酶:MMP-2、MMP-9,探讨其抑制成纤维细胞增殖的可能机制;
5、利用灵长类动物恒河猴制作青光眼滤过性手术模型,并在手术同时进行siRNA体内转染术区筋膜组织,进行动物体内的RNA干扰治疗,同时设有MMC对照组、空白对照组。分别于转染后1d,3d,7d,14d、21d、28d、42d进行眼压测量,并于术后28d、42d时取标本进行术区组织病理学切片、Massion三色染色、天狼星红染色偏振光检测术后各组的胶原组织增殖情况。
结果
1、体外成功培养正常人眼球筋膜成纤维细胞,细胞呈长梭形,胞浆丰富,核大,生长能力强,呈旋涡样或羽毛样生长,Vimentin染色阳性;
2、设计合成的siRNA经筛选获得1条较为高效的siRNA;体外培养的成纤维细胞经RNA干扰后24小时,RT-PCR检测显示:IKKB的mRNA受到了抑制,抑制水平随着转染浓度的增大而增大,Westernblot的结果也说明IKKB的蛋白表达也受到了抑制,也具有浓度依赖性。
3、MTT法结果示:靶向RNA干扰抑制IKKB的表达后,体外培养的成纤维细胞的增殖受到限制,转染浓度为5nM、10nM、25nM、50nM、100nM、200nM时的抑制率分别为10.7%、23.3%、30.8%、51.2%、50.1%、49.6%;划痕法检测也显示成纤维细胞的迁移能力受到了抑制;
4、激光共聚焦荧光显微镜检测示靶向RNA干扰抑制IKKB后,NF-κB的活性也受到了抑制;
5、RT-PCR检测结果示:靶向RNA干扰抑制IKKB后,BFGF、CTGF、MMP-2以及MMP-9的表达均受到抑制;
6、在恒河猴滤过性手术模型中,单纯手术组的滤过泡存活3周,而RNA干扰组的滤过泡至少可以维持6周,结果与MMC相近似,但是没有像MMC组那样产生薄壁滤过泡,也没有出现过低眼压;病理组织学检查发现单纯手术组术后可见结膜下有大量的成纤维细胞增殖,结膜下有大量胶原纤维形成,小血管增生;而RNA干扰组在术后结膜下胶原组织增生较少,明显比单纯手术组稀疏,但是没有像MMC组那样稀薄,而且在手术后6周则有少量的纤维组织增殖。
结论
1、RNA干扰技术可以高效地抑制核转录因子κB抑制蛋白激酶β(即IKKB)的表达,而且随着siRNA的转染浓度的升高而抑制程度增加。
2、靶向RNA干扰抑制IKKB的表达对体外培养的人眼球筋膜囊成纤维细胞的增殖有明显抑制作用;抑制率随着siRNA的转染浓度的增大而增大,当siRNA的转染浓度为50nM时,达到了体外抑制的最大值。
3、靶向RNA干扰抑制IKKB的表达,能够抑制体外培养的人眼球筋膜囊成纤维细胞的增殖的机制可能是:由于IKKB受到抑制,因而NF-κB的活性也受到了抑制,进而影响了MMP-2,MMP-9的表达以及BFGF、CTGF等生长因子的表达、分泌。这些生长因子和基质金属蛋白酶的减少就是成纤维细胞的增殖受到抑制的直接原因。
4、靶向RNA干扰抑制术后IKKB的表达,可以明显抑制猴眼小梁切除术后滤过区成纤维细胞的过度增生,抑制术后术区的炎症反应,抑制成纤维细胞合成与分泌胶原,从而获得与MMC的作用相近似的抑制滤过区疤痕化的效果;没有明显的眼内毒性,也不会引起MMC常引起的薄壁滤过泡、滤过泡渗漏甚至眼内炎等并发症的发生。