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近视为世界上最常见的眼部疾病之一,在一些欧美发达国家近视的发病率约为33%,尤其在亚洲如中国、新加坡、日本等一些国家和地区,近视的发病率高达65%到88%。近视是由于眼屈光系统的总屈光率与眼轴长度不匹配所致,主要的病理形态学改变是眼轴的不断延长,特别是玻璃体腔的不断延长,此外,高度近视(屈光度≥-6.00D)由于眼轴延长还会引起一些病理改变,如黄斑变性,视网膜下出血、视网膜脱离等疾病,导致视力持续下降甚至致盲。因此近视已经成为公众关心的重要健康问题。近视的确切发病机制尚未完全明了,有研究表明巩膜组织的主动性重构和延伸促进了近视的发生。巩膜由巩膜成纤维细胞和其细胞外基质构成,Curtin BJ等研究表明,近视发生时巩膜胶原蛋白及蛋白聚糖含量减少,同时伴随巩膜胶原纤维直径变小,说明巩膜成纤维细胞在近视的发生中起非常重要的作用。因此,研究药物在近视发展中对巩膜成纤维细胞的作用非常必要。 细胞内信号转导对机体的生命活动具有决定性作用。环磷酸鸟苷(cGMP)作为细胞内重要的第二信使,在体内细胞增殖、细胞分化以及机体免疫反应、血管舒缩、伤口愈合、细胞凋亡等功能中发挥重要作用,其主要通过信号转导途径调控相关基因的表达。鸟苷酸环化酶(GC)可催化三磷酸鸟苷(GTP)生成细胞内广泛存在的第二信使环磷酸鸟苷。通过对豚鼠建立形觉剥夺性近视模型,发现在近视的形成过程中,其视网膜、脉络膜、巩膜的环磷酸鸟苷表达水平均增加。应用药物升高正常皮肤成纤维细胞以及瘢痕成纤维细胞中的cGMP水平,能够抑制其胶原蛋白的分泌。研究发现细胞内cGMP水平的变化引起形觉剥夺性近视豚鼠眼轴延长,导致其近视的发展,cGMP通路可能在近视发展的控制中起重要作用。本实验应用可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)拮抗剂NS-2028,作用于人胚胎眼巩膜成纤维细胞(human fetal scleral fibroblasts, HFSFs),抑制其cGMP表达水平,研究可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)抑制剂NS-2028对人胚胎眼巩膜成纤维细胞的增殖、I型胶原蛋白(COL1A1)mRNA合成量的影响。探讨可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)拮抗剂NS-2028在近视形成和发展中的机制。 目的: 研究可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)抑制剂NS-2028作用于人胚胎眼巩膜成纤维细胞后,对巩膜成纤维细胞细胞的增殖、I型胶原蛋白合成量的影响。探讨可溶性鸟苷酸环化酶拮抗剂NS-2028在近视形成和发展中的作用和相关机制。 方法: 体外培养人胚胎眼巩膜成纤维细胞,取5-7代细胞,分为两组,对照组:无刺激药物,加入与实验组对应的等体积细胞培养液。实验组:加入刺激药物NS-2028,浓度梯度分别为:0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L;采用CCK8法(Cell Counting Kit-8)检测对照组、实验组巩膜成纤维细胞增殖情况,并应用酶标仪测定450nm处的吸光度(OD值);应用荧光定量PCR法(realtime fluorescence quantitative PCR,RTFQ PCR)检测对照组及实验组巩膜成纤维细胞中I型胶原蛋白mRNA(COL1A1 mRNA)相对表达量的变化;应用免疫荧光法(Immunofluorescence,IF)检测对照组及实验组中I型胶原蛋白的表达情况。 结果: 1.HFSFs增殖变化 CCK8法检测对照组HFSFs的OD值为0.822±0.035,实验组 HFSFs在0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L浓度NS-2028刺激下,OD值分别为0.806±0.049,0.830±0.045,0.845±0.049,0.808±0.046,与对照组相比无统计学意义(P>0.05)。 2.荧光定量PCR法检测COL1A1 mRNA在HFSFs中的相对表达量以及NS-2028对其表达的影响 荧光定量PCR法检测实验组HFSFs在0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L NS-2028浓度下,COL1A1 mRNA相对表达量分别为:1.061±0.752、1.186±0.676、1.400±0.175,1.877±0.239,与对照组相比相对表达量增高,差异有统计学意义(P<0.05); 3.免疫荧光法检测人巩膜成纤维细胞中COL1A1的表达 免疫荧光法(IF)检测对照组 HFSFs可见COL1A1明确表达。实验组HFSFs在0.1μmol/L、1μmol/L、10μmol/L、100μmol/L的NS-2028浓度下,与对照组相比其COL1A1的分泌量显著增高。 结论: NS-2028在促进人胚胎眼巩膜成纤维细胞I型胶原蛋白(COL1A1)的表达方面发挥显著作用。NS-2028可能在一定程度上干预和减缓近视的发展。