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角膜是眼球重要的屈光介质之一,无血管组织是其主要特点,在各种病理条件下新生血管长入透明角膜中,导致角膜新生血管(Corneal neovascular, CNV)生成。其所致的角膜新生血管性疾病是目前致盲的主要原因之一,因此抑制角膜新生血管形成是挽救角膜盲患者视力,提高患者生活质量的重要途径之一。近年来,抑制角膜新生血管的研究热点是基因治疗,但现有基因转染方法及基因载体不能令人满意。因此,寻找安全、高效、可控和简便实用的基因载体及基因转染方法己成为基因治疗研究的重点。研究发现,超声医学在长期发展中,从诊断超声、治疗超声走向两个新的应用领域:药物输送和基因治疗。超声靶向破坏微泡( Ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD)所产生的机械效应和空化效应能够增加细胞膜的通透性,促进外源物质进入靶细胞。本课题第一部分探索性的利用超声联合微泡作用于活体正常角膜组织,研究其对正常角膜组织的生物学效应;第二部分在成功制备兔角膜新生血管模型的基础上,采用超声微泡作为载体,运载基因至活体角膜组织,检测基因转染效率,探讨了超声微泡作为靶向载体转染外源基因的可行性和效率,为新生血管性角膜疾病的治疗提供了一种新思路和新手段。本课题的研究包括以下两部分内容:第一部分超声微泡对正常角膜组织的生物学效应目的观察不同声强和辐照时间的超声破坏微泡对兔正常角膜组织的生物学效应。方法采用不同声强(0.5 W/cm~2,1.0 W/cm~2,2.0 W/cm~2)和辐照时间(30 s,60 s,120 s)的超声作用于微泡干预的兔眼角膜,并对角膜进行定量分析和组织学观察。结果超声声强1.0、2.0 W/cm~2与0.5 W/cm~2组比较,角膜组织损害严重,内皮细胞密度(endothelial cell density,ECD),六角形细胞比例(percentage of hexagonal,6A)差异有统计学意义(p<0.05);超声辐照时间120 s与30 s、60 s比较,内皮细胞密度(ECD),六角形细胞比例(6A)差异有统计学意义(p<0.05)。结论超声联合微泡能明显增强角膜组织的空化效应,且超声能量越大,角膜组织损害越严重。第二部分载EGFP质粒DNA超声微泡转染新生血管性角膜组织的研究目的探讨超声微泡载EGFP质粒DNA转染新生血管性角膜组织的可行性及效率。方法采用缝线法诱导角膜新生血管模型成功后,利用随机分组法将其分为四组:A组裸质粒组;B组质粒加超声辐照组;C组质粒-微泡复合物组;D组质粒-微泡复合物加超声辐照组。质粒转染后HE染色观察角膜组织病理变化,并采用激光共聚焦显微镜观察质粒DNA荧光蛋白表达强度。结果D组(133.03±21.99)荧光蛋白表达强度明显高于A组、B组和C组(A组:75.17±7.08;B组:97.02±8.31;C组:81.83±9.44),差异有统计学意义(F=23.56,P<0.05)。结论在一定声强和辐照时间的超声作用下,超声微泡能有效提高质粒DNA在新生血管性角膜组织的基因转染率。