本文關(guān)鍵詞： 增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變 視網(wǎng)膜色素上皮細胞 姜黃素 維甲酸 細胞外基質(zhì) 鈣離子　出處：《河北醫(yī)科大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變（proliferative vitreoretinopathy，PVR）是在玻璃體和視網(wǎng)膜前后表面形成纖維增殖膜，由于膜的收縮和牽拉引起視網(wǎng)膜脫離（retinal detachment，RD）為特征的一類眼病。PVR是孔源性視網(wǎng)膜脫離最嚴重的并發(fā)癥之一，其發(fā)展過程包括早期的細胞移行，細胞增殖，細胞外基質(zhì)的重塑和纖維細胞膜的形成和收縮，引起視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)明顯的變形，造成視網(wǎng)膜復(fù)位手術(shù)的失敗，最終導(dǎo)致嚴重的視功能喪失或失明。PVR也是嚴重眼外傷、血管性視網(wǎng)膜病變的常見并發(fā)癥。視網(wǎng)膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）細胞作為最關(guān)鍵細胞，貫穿于PVR發(fā)生、發(fā)展的所有過程。PVR病理上分為三個階段：第一階段RPE等細胞移行至視網(wǎng)膜前和視網(wǎng)膜下，開始增殖；第二階段包括RPE等細胞大量增殖和細胞外基質(zhì)的重塑；最后階段纖維增殖膜形成并收縮導(dǎo)致RD。過多地纖維細胞膜的增殖被認為是伴隨RPE細胞參與和細胞外基質(zhì)重塑的一種創(chuàng)傷修復(fù)過程。一旦孔源性視網(wǎng)膜脫離中的RPE細胞從基底膜上播散下來，它的性質(zhì)就變得像體外培養(yǎng)的成纖維母細胞一樣活躍。 臨床上一直沿用的治療PVR的方法是玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)，手術(shù)技術(shù)的飛速發(fā)展提高了視網(wǎng)膜復(fù)位率，但術(shù)后往往由于再次發(fā)生PVR，導(dǎo)致RD復(fù)發(fā)，嚴重影響患者視功能。因此，選擇安全有效的藥物早期防治PVR是一項既迫切又有廣泛前景的任務(wù)�，F(xiàn)在，無論在臨床上還是動物實驗中，藥物防治PVR日益成為研究的熱點。迄今為止眼科界所研究用于PVR的藥物不下幾十種，這些藥物主要為西藥，雖然抗增殖作用強大，但作用單一，且可能存在一定細胞毒性，一直未能應(yīng)用于臨床。中藥具有藥源豐富、作用多樣且毒副作用小等眾多優(yōu)點，從理論上有很好的應(yīng)用前景。一種從植物中提取的天然中藥姜黃素進入我們視線。姜黃素是從植物姜黃（Curcuma longa）中提取的一種天然有效成分。它具有抗癌性、抗炎性、抗血管化、抗氧化、抗風(fēng)濕和抗轉(zhuǎn)移等多種功效，在內(nèi)科及抗腫瘤疾病中研究頗多，但是在眼科領(lǐng)域國內(nèi)外報道為數(shù)不多。同時，近年來的實驗研究多限于針對RPE細胞自身增殖的研究，對于RPE和其生物活性息息相關(guān)的微環(huán)境----細胞外基質(zhì)的相關(guān)特性目前還不十分明確或者報道的較片面。 因此，本課題分別通過體外和體內(nèi)實驗研究姜黃素這種中藥對人RPE細胞移行的抑制作用和對人RPE細胞外基質(zhì)的重塑的影響，并選取了先前研究中防治PVR效果顯著的藥物----維甲酸作為對照研究。積極從細胞外基質(zhì)方面，探討姜黃素和維甲酸這兩種藥物如何來阻止RPE細胞產(chǎn)生PVR的行為，為PVR防治提供新思路。第一部分姜黃素和維甲酸抑制人視網(wǎng)膜色素上皮細胞移行的體外和體內(nèi)實驗研究 目的：研究不同劑量的姜黃素和維甲酸對體外培養(yǎng)的人RPE細胞移行的影響，評價姜黃素和維甲酸在人RPE細胞移行中的作用，并篩選出這兩種藥物抑制人RPE細胞移行的最佳藥物濃度。將最佳濃度的姜黃素和維甲酸分別作用于RPE細胞誘導(dǎo)的兔眼PVR模型，評價兩種藥物對RPE細胞在體內(nèi)侵襲能力的影響。 方法：采用胰蛋白酶消化法體外分離、培養(yǎng)人RPE細胞，免疫熒光細胞化學(xué)法進行細胞鑒定。取第4~6代生長狀態(tài)良好的RPE細胞用于實驗。以MTT法檢測不同濃度姜黃素（0、0.25×10~(-5)、0.5×10~(-5)、1.0×10~(-5)、2.0×10~(-5)、4.0×10~(-5)M）和不同濃度維甲酸（0、10-6、10~(-5)、10-4、10-3M）作用48h后對人RPE細胞增殖的影響。通過計算48h作用時間后姜黃素和維甲酸的半數(shù)抑制率(the half maximal inhibitory concentration,IC50)。篩選合適濃度的姜黃素和維甲酸作用人RPE細胞，分別通過劃痕實驗，transwell侵襲實驗，3D膠原膠收縮實驗和體內(nèi)RPE細胞的侵襲實驗，探討姜黃素和維甲酸在人RPE細胞移行中的作用。 結(jié)果：初分離的人RPE細胞呈球形，多數(shù)細胞胞質(zhì)中布滿黑色素顆粒，在培養(yǎng)48～72h內(nèi)貼壁，培養(yǎng)后7d細胞達融合，傳代細胞24h貼壁。傳至第4代細胞黑色素顆粒明顯減少，免疫細胞熒光化學(xué)染色法提示細胞S-100抗原和角蛋白（cytokeratinAE1/AE3）抗原均表達陽性。姜黃素和維甲酸的IC-550分別是：1.2×10M和10-2.77M。 劃痕實驗中：0、10-6、10~(-5)和10-4M的維甲酸和0、0.25×10~(-5)、0.5×10~(-5)、1.0×10~(-5)M的姜黃素分別作用于人RPE細胞，維甲酸和姜黃素對細胞的遷移均有抑制作用，且呈濃度依賴性；transwell細胞侵襲實驗中：0、10-6和10-5M的維甲酸和0、0.25×10-5和0.5×10-5的姜黃素分別作用于人RPE細胞48h，維甲酸和姜黃素對細胞的侵襲均有抑制作用，且呈濃度依賴性；3D膠原膠收縮實驗中：0、10-6和10-5M的維甲酸和0、0.25×10-5和0.5×10-5的姜黃素分別被加入含有2×105RPE的膠原膠的混合物中，連續(xù)觀察96h，維甲酸和姜黃素對膠原膠的收縮均有抑制作用，且呈濃度依賴性；RPE細胞體內(nèi)侵襲實驗中：0、0.5×10-5M姜黃素和10-5M維甲酸各100μl和100μl含2×106第6代RPE混合液（共200μl）分別注入兔眼玻璃體腔，連續(xù)觀察4周。與對照組比較，姜黃素和維甲酸能顯著地抑制PVR的形成。 結(jié)論：通過體外培養(yǎng)的方法可獲得大量人RPE細胞，用于體外和體內(nèi)實驗研究；結(jié)合MTT實驗、劃痕實驗、transwell侵襲實驗、3D膠原膠的收縮模擬實驗和RPE細胞體內(nèi)侵襲實驗數(shù)據(jù)，0.5×10-5M的姜黃素和10-5M的維甲酸對體外培養(yǎng)和注入兔眼內(nèi)的人RPE細胞的移行能力有顯著地抑制作用，并且48h的時間觀察點被作為合適的實驗條件確定下來，將應(yīng)用于進一步的實驗。第二部分姜黃素和維甲酸對體外培養(yǎng)的人視網(wǎng)膜色素上皮細胞外基質(zhì)和粘附分子mRNA水平的影響 目的：通過觀察姜黃素和維甲酸對體外和體內(nèi)人RPE細胞移行的影響，應(yīng)用基因芯片和實時定量PCR（real-time PCR）檢測姜黃素和維甲酸對人RPE細胞外基質(zhì)和粘附分子mRNA表達的影響，探討姜黃素和維甲酸影響人RPE細胞外基質(zhì)重塑的因素及作用機制。 方法：選取第9代生長狀態(tài)良好的人RPE細胞用于本研究。通過人的細胞外基質(zhì)和粘附分子PCR芯片技術(shù)描述0.5×10-5M的姜黃素和10-5M的維甲酸干預(yù)后人RPE（1×107）48h后細胞外基質(zhì)和粘附分子基因表達圖譜。并與不加任何藥物的空白對照組進行比較。 結(jié)果：與對照組比較，84個被檢測的基因中，與姜黃素相關(guān)的17個基因的mRNA顯著下調(diào)，10個顯著增加（P 0.05）；與維甲酸相關(guān)的有24個基因，其中20個基因的mRNA顯著下調(diào)，4個顯著增加（P 0.05）。 結(jié)論：姜黃素和維甲酸對人RPE細胞外基質(zhì)和粘附分子的mRNA的表達影響是顯著的，有選擇性的，并有類似的作用機制。這兩種藥物共同抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix Metallo Preteinases，MMP)，如MMP1，MMP2，MMP9；大多數(shù)的膠原蛋白；纖粘連接蛋白1（Fibronectin1）和層粘連蛋白等；共同增強MMP3和一些整合素的表達。相比較而言，在調(diào)節(jié)MMP3、MMP9和基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑-1（Tissue Inhibitor ofMetalloproteinase1, TIMP1）的mRNA表達上，姜黃素比維甲酸的作用更強，更系統(tǒng)化。第三部分姜黃素和維甲酸對體外培養(yǎng)的人視網(wǎng)膜色素上皮細胞外基質(zhì) 和粘附分子蛋白質(zhì)水平的影響目的：通過觀察姜黃素和維甲酸對體外和體內(nèi)人RPE細胞移行能力的影響和細胞外基質(zhì)基因的表達，應(yīng)用western blotting測定姜黃素和維甲酸對人RPE細胞外基質(zhì)和粘附分子中部分相應(yīng)蛋白質(zhì)表達的影響，探討姜黃素和維甲酸重塑人RPE細胞外基質(zhì)的影響因素及作用機制，探討 蛋白質(zhì)與基因的表達是否一致。方法：選取第9代生長狀態(tài)良好的人RPE細胞用于本研究。通過western blotting描述0.5×10-5M的姜黃素和10-5M的維甲酸干預(yù)人RPE（1×107）48h后細胞外基質(zhì)和粘附分子蛋白質(zhì)的表達。并與不加任何藥 物的空白對照組進行比較。結(jié)果：與對照組比較，0.5×10-5M的姜黃素顯著地抑制纖維粘連蛋白1，MMP1，MMP2和MMP9蛋白質(zhì)的表達，增強MMP3蛋白質(zhì)的表達；而10-5M的維甲酸顯著地抑制纖維粘連蛋白1，MMP1，MMP2，MMP9，MMP14，整合素ITGAM和ITGB2，增強了MMP3和鈣粘連蛋白-E蛋白 的表達；姜黃素和維甲酸比較，姜黃素對MMP3蛋白質(zhì)表達的作用較強。結(jié)論：姜黃素和維甲酸對人RPE細胞外基質(zhì)和粘附分子的蛋白質(zhì)表達影響是顯著的，有選擇性的，并有類似的作用機制。這兩種藥物共同抑制MMP1，MMP2，MMP9，纖粘連蛋白1（Fibronectin1）等；共同增強MMP3的表達。姜黃素和維甲酸對人RPE細胞外基質(zhì)和粘附分子蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)與對基因的調(diào)節(jié)是一致的。 第四部分姜黃素對體外培養(yǎng)的人視網(wǎng)膜色素上皮細胞內(nèi)鈣離子的影響目的：觀察人視網(wǎng)膜色素上皮細胞內(nèi)鈣離子的變化，探討不同濃度姜黃素干預(yù)后，在人視網(wǎng)膜色素上皮細胞和其基質(zhì)間可能存在的相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用機制。 方法：對各組第6代人RPE細胞進行5μM Fluo-3負載30min，姜黃素分別以0、0.25×10-5、0.5×10-5、1.0×10-5、2.0×10-5、4.0×10-5M濃度干預(yù)人RPE細胞，利用激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）測定各組RPE細胞內(nèi)早期鈣離子的熒光變化。 結(jié)果：LSCM檢測結(jié)果：0、0.25×10-5、0.5×10-5、1.0×10-5、2.0×10-5、4.0×10-5M姜黃素組RPE細胞內(nèi)均有鈣熒光�？瞻讓φ战M鈣熒光強度明顯低于姜黃素各組，細胞內(nèi)鈣離子的熒光強度與姜黃素的刺激濃度呈正相關(guān)（r=0.922, P＜0.05）。 結(jié)論：體外培養(yǎng)的人RPE細胞經(jīng)不同濃度姜黃素干預(yù)后，較空白對照組，早期細胞內(nèi)鈣離子熒光強度明顯增加。結(jié)合四部分的實驗數(shù)據(jù)，我們推斷當細胞受到姜黃素外界信號刺激時，細胞內(nèi)鈣離子濃度能迅速增加，繼而傳遞信號，重塑細胞外基質(zhì)，，引起細胞的生物學(xué)效應(yīng)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R774.1

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