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    案例分享

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    研究背景
    青光眼是主要致盲的眼病 。估計到2020年有8000萬人患病 。青光眼是一種遺傳異質性的綜合神經退行性疾病 ,表現為視網膜神經節細胞的丟失 、視野典型性改變以及視神經的變性 ,並造成視力逐漸缺失 。青光眼從病因學上分為原發型和繼發型 ,從前房的解剖結構分類為開角型和閉角型 ,從發病時間分類為嬰幼兒型 、青少年型以及成年人型 。一般而言 ,青光眼可分為以下三種主要的類型 :(1)原發性開角型青光眼(primary open-angle glaucoma ,POAG);(2)原發性先天性青光眼(primary congenital glaucoma ,PCG) ;(3)原發性閉角型青光眼(primary angle-closure glaucoma ,PACG)。
    最常見的青光眼類型是POAG ,全世界範圍內有超過3500萬人受到影響 。POAG的特點是杯盤比進行性加大 ,相應地出現進行性的視野缺失 ,如果不治療 ,會導致失明 。POAG患者的親屬患該病的頻率更大 ,表明該病可能受遺傳因子影響 。Fan等報道 ,迄今至少已經發現22個基因位點與POAG相關聯 ,其中14個基因位點被命名為GLC1A~GLC1N 。目前從這些位點中隻鑒定出3個致病基因,即myocilin(MYOC/GLC1A) 、optineurin(OPTN/GLC1E)和WD repeat domain 36(WDR36/GLC1G) 。除了致病基因 ,至少還有16種POAG相關基因 ,包括載脂蛋白E(apolipoprotein E ,ApoE) 、視神經萎縮1(optic atrophy 1 ,OPA1) 、腫瘤蛋白p53(tumor protein p53 ,TP53) 、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor ,TNF)和細胞色素P4501B1(cytochrome P450 family 1 ,subfamily B ,polypeptide 1 ,CYP1B1)等 。

    隨著對青光眼發病機理和藥物作用的分子生物學機製的研究 ,青光眼的治療模式正在轉變 。眼壓升高常見於各類型的青光眼 ,是青光眼發展過程中的主要危險因素 。高眼壓可造成視神經和視網膜神經節細胞的死亡 ,因而視功能損害 。眼內壓是由房水的生成和外流之間的平衡來控製的 。房水由睫狀突生成 ,生成後從後房瞳孔進入前房 。已經證明小梁網組織存在alpha-actine ,具有平滑肌樣收縮功能 ,小梁網在房水調節中的作用被人們逐漸關注。小梁組織是房水排出的主要途徑 ,亦是房水流出生理性或藥理性調節的重要部位 。其中小梁細胞及其細胞外基質起十分重要的作用 。早期研究即顯示小梁細胞在維持正常房水排出阻力的作用 ,以及小梁細胞參與形成小梁組織導致房水排出阻力增加的病理變化 。隨著年齡增長 ,小梁細胞數量減少 ,而體積呈代償性增大以覆蓋小梁基質 。小梁細胞的生理功能 、病理變化以及對一些導致房水排出受阻的病理因素(環境因素)的反應 ,在青光眼發病機製的研究中具有十分重要的意義 。有研究表明 :在動物眼內注射硫酸軟骨素(黏蛋白)可使眼壓升高 ,相應病理改變有小梁硬化 、小梁網間隙變窄及小梁網中布滿細胞外基質 。而注射硫酸軟骨素酶ABC 、透明質酸酶等糖胺聚糖降解酶 ,可降解小梁組織中一些基質而使房水流出阻力下降 。

    研究模型

    南宮娛樂已經掌握了原代小梁網細胞的分離培養 :從眼球中顯微分離小梁網組織 ,浸潤與DMEM/F12培養基中 。將組織剪成乳糜狀 ,接種於培養瓶壁 。組織塊培養7天後可見細胞自組織塊周邊長出 ,新生長出的形態短小 ,隨著時間的延長 ,細胞開始變得較為寬大扁平 ,細胞突起增多(如下圖所示) ,彼此有重疊 ,細胞核大 ;組織塊爬出的細胞數量大量增加 ,並逐漸融合 ,一般在2-3周的時間可形成緊密相連的單層細胞層 。

    小梁細胞的吞噬功能對於保持房水流出道通暢起重要的作用 ,小梁細胞的吞噬負擔過重或異常與某些繼發性或原發性青光眼的發病有關 。南宮娛樂建立了小梁細胞的吞噬評價模型(如下圖所示) :在小梁細胞中加入熒光標記的微粒 ,作用24小時後 ,熒光顯微鏡下觀察吞噬情況 。


    研究案例
    目的 :探討CIC-3氯離子通道在小梁細胞中的作用
    結論 :氯離子通道在細胞增殖 、遷移 、凋亡等多種生理 、病理過程發揮重要作用
    路線 :

    1.應用RT-PCR及細胞免疫化學方法 ,檢測CIC-3氯離子通道在永生株人眼小梁細胞中的表達

    2.應用氯離子通道阻滯劑NPPB ,研究NPPB對小梁細胞增殖 、細胞周期 、細胞凋亡 、線粒體膜電勢及細胞吞噬功能的影響

    3.采用反義寡核苷酸技術 ,特異性抑製CIC-3氯離子通道蛋白在小梁細胞的表達 ;檢測CIC-3氯離子通道在小梁細胞增殖 、細胞周期 、細胞凋亡 、線粒體膜電勢及細胞吞噬中的作用

  1. Reduction of ER stress via a chemical chaperone prevents disease phenotypes in a mouse model of primary open angle glaucoma J. Clinical Invest. 121(9):3542-53. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21821918
  2. Mechanism of Disease: Primary Open Angle Glaucoma. N. Engl. J. Med. 360(11): 1113-1124. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19279343
  3. Effects of K-115 (Ripasudil), a novel ROCK inhibitor, on trabecular meshwork and Schlemm's canal endothelial cells. Sci Rep. 2016 Jan 19;6:19640. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26782355
  4. Episcleral Venous Fluid Wave Correlates with Trabectome Outcomes: Intraoperative evalsuation of the Trabecular Outflow Pathway. Ophthalmology. 2015 Dec;122(12):2385-91. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26477844
  5. Recent Developments in Understanding the Role of Aqueous Humor Outflow in Normal and Primary Open Angle Glaucoma. Curr Ophthalmol Rep. 2015 Jun 1;3(2):67-73. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26236568


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