当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华眼科杂志》 > 2000年第5期
编号:10505092
血小板源生长因子和转化生长因子-β1及其受体在视网膜表面膜分布的免疫电镜研究
http://www.100md.com 《中华眼科杂志》 2000年第5期
     血小板源生长因子和转化生长因子-β1及其受体在视网膜表面膜分布的免疫电镜研究

    王方 许迅 张皙 颜永碧

    摘 要 目的 观察及评估血小板源生长因子(platelet-derived growth factor, PDGF)和转化生长因子-β1(transforming growth factor,TGF-β1)及其相应受体在视网膜表面膜的分布特征及临床意义。方法 对9例孔源性视网膜脱离患者行玻璃体切除术同时获得25块视网膜表面膜,按病程分为早期膜(<2个月)、中期膜(2~6个月)和晚期膜(> 6个月);采用8种抗体,即PDGF、TGF-β1、PDGF α和β受体、TGF-β Ⅰ和Ⅱ型受体、Ⅰ和Ⅲ型胶原,按研究目的配对后进行胶体金双重标记。结果 PDGF和TGF-β1标记程度在早、晚期膜强,中期膜总体上呈现弱;增生性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy, PVR)C2~C3膜标本的2个生长因子阳性标记程度较PVR D1~D3膜标本强;PDGF和TGF-β1与Ⅰ和Ⅲ型胶原的胶体金颗粒常聚在同一部位,且标记程度一致。4个生长因子受体阳性标记的细胞是一类胞浆丰富、带或不带色素颗粒的上皮样细胞,且细胞周围多伴有生长因子的阳性标记。结论 PDGF和TGF-β1以浓度的变化自始至终参与膜的发生、发展;上皮样细胞是一种功能活跃细胞,在膜形成中起主要作用。
, http://www.100md.com
    关键词:视网膜脱离;视网膜;受体,生长因子;显微镜检查,免疫电子

    增生性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy, PVR)是视网膜脱离手术失败的主要原因[1]。目前PVR的发病机制尚不完全清楚,认为这一过程受到多因素调控,其中生长因子以浓度变化和因子间的联络影响PVR的发生和发展[2]

    血小板源生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)和转化生长因子-β(transforming growth factor-beta,TGF-β)是血小板源释放的几种因子中促分裂活动最强的2个因子,且它们之间相互依赖和影响。少量研究发现在视网膜表面膜有PDGF和受体存在[3,4],在黄斑表面膜也证实TGF-β 3个异构体呈现阳性标记[5]。本研究将采用胶体金双标技术,结合免疫电镜技术观察PDGF和TGF-β1及其受体(receptor, R)的分布,了解它们与膜发展的关系,探讨2个因子及其受体在PVR发生中的作用。
, 百拇医药
    材料和方法

    1.标本来源:选择本院9例孔源性视网膜脱离伴有PVR患者的25块视网膜表面膜,通过玻璃体切除术获得。按照惯用分期法[6],分为早期膜(<2个月)5例、中期膜(2~6个月)3例及晚期膜(>6个月)1例。PVR分级[7],C2~C3 5例,D1~D3 4例。

    2.双抗体标记:PDGF(兔抗人IgG,美国Promega公司, 稀释度1∶100)/TGF-β1(兔抗人IgG,美国Santa Cruz公司,稀释度1∶200);PDGF/PDGFR-α/PDGFR-β(同前,稀释度1∶500);TGF-β1/TGFR Ⅰ/TGFR Ⅱ(同前,稀释度1∶200);PDGF/Ⅰ、Ⅲ型胶原(兔抗牛、兔抗人IgG,稀释度1∶50,上海医科大学病理解剖室);TGF-β1/Ⅰ、Ⅲ型胶原。
, 百拇医药
    3.免疫电镜标本制作:标本在新鲜配制的2%多聚甲醛和0.5%戊二醛(0.2 mol PBS配制,pH 7.3)固定液中室温下固定30 min,PBS漂洗数次后,一抗体滴于干净玻片上,使标本飘浮在其内,微波处理5 s,室温放置15 min,再微波处理5 s后,放置1 h。微波温度控制在35℃以下,并保持一定湿度。1∶3稀释的胶体金(GAP 10 nm)微波下作用标本5 s,35℃振荡孵育1 h。标本应用IgG(羊抗兔)封闭,微波处理5 s,保持湿度,室温下放置1 h。第2种抗体再滴入标本,微波处理5 s,湿盒内室温放置1 h,然后应用相同稀释度的胶体金(GAP 5 nm)再标记,微波处理5 s,35℃振荡孵育1 h。将1滴22%白蛋白滴在清洁玻片上,用解剖针轻轻将视网膜前膜捞入白蛋白,并使其自然铺展,再滴3%戊二醛2或3滴于白蛋白上,微波固定10 s,室温下放置2 min,使白蛋白和戊二醛凝固成块状,用双面刀片从底部刮下,去除无组织部分。每一步骤之间均进行充分漂洗。最后用1%锇酸后固定2 h,逐级酒精脱水,多角孔的平板竖立包埋标本,切厚片进行定位,作500~700 ?超薄切片,铀铅双染,H-800电镜观察。
, 百拇医药
    4.阴性对照和结果判定:阴性对照以PBS代替研究抗体,其他处理过程相同。胶体金标记程度按以下4个级别判断:无标记“-”,弱标记“+”,中度标记“++”,强标记“+++”。

    5. 统计学方法:采用χ2检验。

    结果

    9例患者19个膜标本进行PDGF、PDGFR α和β、TGF-β1、TGFR Ⅰ和Ⅱ双重标记,6个膜标本进行PDGF、TGF-β1和Ⅰ、Ⅲ型胶原双重标记。

    1.生长因子标记程度与PVR病程的关系: 5例早期膜10个标本中,TGF-β1和PDGF的标记均在“++~+++”(图1);3例中期膜5个标本中,1个“-”,3个“+”,1个“++”(图2);晚期膜4个标本均“+++”(图3)。对应的受体表达程度呈现相似情况。进一步发现,早期膜PDGFR α和β在胞浆丰富的无色素上皮样细胞中表达明显;中期膜α受体在色素细胞上表达较β受体多(图4)。早期膜中TGF-β R Ⅰ、Ⅱ主要在无色素上皮样细胞,表达程度R Ⅱ>RⅠ,中期膜含色素细胞的RⅠ表达明显(图4)。
, http://www.100md.com
    2.生长因子标记程度与膜分级的关系:在6例患者17个膜标本中发现,3例PVR分级在C2~C3患者,除1个膜TGF-β1标记为“++”外, 其他膜PDGF和TGF-β1的标记水平为“+++”(图5) ;而3例D1~D3的患者除1块膜PDGF和TGF-β1呈“++”外,其他膜显示“+”标记(图6),其中1个PDGF为“-”(D2),显示出生长因子标记程度与膜分级成反比;进一步对TGF-β1标记与膜形成分级关系的统计学检验发现,P<0.05 (χ2 =7.71)。

    3.生长因子与Ⅰ、Ⅲ型胶原分布上的特征: 在3例患者的6个标本进行生长因子与Ⅰ、Ⅲ型胶原双标观察中,发现两个趋向,即标记Ⅰ、Ⅲ型胶原和生长因子的胶体金颗粒倾向聚在同一部位,而且标记的程度基本相同(图5)。
, http://www.100md.com
    4.生长因子及其受体的表达部位:PDGF和TGF-β1表达既可在细胞周围(图1,3,6),又可见于胶原间质中(图5);阳性标记的细胞具有相同的特征,即胞浆异常丰富,色素颗粒或有或无,在细胞边缘有微绒毛(图3)和足突结构(图4);在这类细胞胞膜上,生长因子受体抗体常呈阳性标记(图4)。

    讨论

    10多年前,Campochiaro和Glaser[8] 发现PDGF是视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)细胞和视网膜胶质细胞的趋化因子,并促进两种细胞的增生,加强RPE细胞与胶原的收缩。有报道,PVR眼的玻璃体中TGF-β含量明显增高; 应用PDGF或TGF-β结合纤维连接蛋白 (fibronectin, FN)在动物眼成功诱发PVR模型[9]

    近年,Robbins等[3]和Vinores等[4]分别对PVR患者的膜标本进行光镜下PDGF-A和PDGF-B及其受体免疫定位研究。Clausen等[5]以同样的研究手段对黄斑表面膜TGF-β1~3的分布进行研究。由于光镜检查所限,他们未能对阳性标记细胞和细胞外间质(extracellular matrix,ECM)做深入的超微结构研究。本研究将免疫组化与电镜结合,弥补了光镜的不足之处,使其能够在亚细胞水平上认识2个生长因子及受体对PVR膜的作用。
, 百拇医药
    在PVR中,PVR细胞(如RPE细胞)对其所处的环境表现一种特殊敏感性,即细胞表面受体上调,细胞呈现高应答状态,Campochiaro[2]认为该现象在葡萄膜炎不会出现,可能是PVR发生的关键之一。为了从超微结构上了解这一现象,我们也对2个生长因子的相应受体进行了观察。

    当我们用线图显示PDGF和TGF-β1标记程度与PVR病程的关系时,呈现一“V”字形图形,即在中期膜标本表现低标记量,晚期膜2个因子阳性标记又很明显,尤其是TGF-β1,呈大范围标记。为何在中期膜出现低峰?曾有研究显示[10],PDGF和TGF-β的量效关系始终存在于伤口愈合过程中,PDGF的诸多影响伤口愈合的功能是在低浓度下发挥的。进一步,TGF-β增强RPE细胞的活动也是在低浓度下完成的。实际上,TGF-β、PDGF的生物作用更多的是依赖于细胞膜上受体的上调[11]。我们推测,在不同时期PVR膜2个生长因子及其受体表达程度的变化可能与PVR的病理发展过程有关,中期膜的低表达,也许正是细胞介导胶原活动所需要的环境。该推测也能解释膜分级与生长因子标记程度的关系。
, http://www.100md.com
    许多体外研究[2,12]证明,2个因子加强RPE细胞、成纤维样细胞及Müller细胞与胶原的收缩。虽然本研究方法不可能直接证实这些功能,但在膜组织抗体标记中,PDGF和TGF-β1倾向伴随Ⅰ和Ⅲ型胶原表达的现象可能暗示这种调控功能的存在。

    PDGF、TGF-β1和其受体倾向在同一类细胞表达现象,使我们推测这些细胞是一种生物功能活跃的细胞,且很可能既是PDGF和TGF-β1作用的靶细胞,又是二者的自分泌细胞。这种循环作用或称网络调控方式,Bryan和Campochiaro[13]认为是血-视网膜屏障破坏后细胞继续增生的原因。Guidry[12]认为在伤口愈合过程中,血源性生长因子的作用时间很短,以后生长因子对愈合的影响是靠愈合组织中细胞自身产生、作用。本研究结果未见抗体标记与细胞是否含有色素颗粒的关系。Robbins等[3]特别指出,PDGF受体β在含色素颗粒细胞明显。然而,我们注意到受体的阳性标记细胞随着PVR病程稍有变化。此外,TGF-β受体Ⅰ和Ⅱ的表达明显存在时间差,即早期膜的R Ⅱ表达比R Ⅰ明显,中期膜2个受体表达基本一致。这种反映在时间上的差别,是否反映了TGF-β1与R Ⅱ和R Ⅰ的“连锁”式结合方式[14]?
, http://www.100md.com
    本研究应用超微组织学和免疫组织化学方法对PDGF和TGF-β1及其受体的标记细胞作进一步观察,证实PDGF和TGF-β1以浓度上的变化始终参与PVR的发生及发展,但其表达水平与临床现象的确切关系尚待进一步研究证实。t36901.gif (12621 bytes)

    图1 视网膜表面早期膜 TGF-β1(10mm胶体金颗粒)和PEDF(5nm胶体金颗粒)的强标记(++-+++ ),金颗粒一般出现在细胞附近,且这些细胞有丰富的细胞器(箭头)。N示细胞核,F示细胞外间质(下同)×22500t36902.gif (13034 bytes)
, 百拇医药
    图2 视网膜表面中期膜 TGF-β1(10nm)和PDGF(5nm)标记特征,在细胞附近金颗粒稀少。P示色素颗粒(下同)×30000t36903.gif (11326 bytes)

    图3 视网膜表面晚期膜 TGF-β1(10nm)和PDGF(5nm)的强标记,可见微绒毛结构(箭头)×3000t36904.gif (13072 bytes)

    图4 PVR形成晚期标本,一带有色素颗粒细胞,在细胞膜显示PDGFα(10nm) 和TGF-β1(5nm)阳性标记,细胞器丰富(黑箭头),有足突(白箭头)。M示细胞膜(下同)×30000t36905.gif (12231 bytes)
, 百拇医药
    图5 PDGF(10nm)III型胶(5nm)在PVR膜分级C2-C3的膜标本标记,显示在细胞周围间质有大量的金颗粒标记,表现生长因子与胶原伴随标记特征×30000t36906.gif (12462 bytes)

    图6 PDGF(10nm)/TGF-β1(5nm)在PVR-D1-D2膜标本的抗体标记,显示细胞膜外间质阳性表达的金颗粒较少 ×45000

    作者单位:王方(200080 上海市第一人民医院眼科)

    许迅(200080 上海市第一人民医院眼科)

, 百拇医药     张皙(200080 上海市第一人民医院眼科)

    颜永碧(第二军医大学生物物理所)

    参考文献

    1,Charteris DG. Proliferative vitreoretinopathy: pathobiology, surgical management, and adjunctive treatment. Br J Ophthalmol,1995,79:953-960.

    2,Campochiaro PA. Pathogenic mechanisms in proliferative vitreoretinopathy. Arch Ophthalmol,1997,115:237-241.

    3,Robbins SG, Mixon RN, Wilson DJ, et al. Platelet-derived growth factor ligands and receptors immunolocalized in proliferative retinal diseases. Invest Ophthalmol Vis Sci,1994,35:3649-3663.
, http://www.100md.com
    4,Vinores SA, Henderer JD, Mahlow J, et al. Isoforms of platelet-derived growth factor and its receptors in epiretinal membranes: immunolocalization to retinal pigmented epithelial cells. Exp Eye Res,1995,60: 607-619.

    5,Clausen M,El-Hifnawi E, Hoerauf H, et al. VEGF, bFGF and TGF β1-3 in macular pucker membranes. Invest Ophthalmol Vis Sci,1997,38 ARVO Supp1: S787.

    6,Casaroli Marano RP, Vilaro S. The role of fibronectin, laminin, vitronectin and their receptors on cellular adhesion in proliferative vitreoretinopathy. Invest Ophthalmol Vis Sci,1994, 35:2791-2803.
, 百拇医药
    7,The Retina Society Terminology Committee. The classification of retinal detachment with proliferative vitreoretinopathy. Ophthalmology,1983,90:121-125.

    8,Campochiaro PA, Glaser BM. Platelet-derived growth factor is chemotactic for human retinal pigment epithelial cells. Arch Ophthalmol,1985,103:576-579.

    9,Connor TB Jr, Roberts AB, Sporn MB, et al. Correlation of fibrosis and transforming growth factor-β type 2 levels in the eye. J Clin Invest,1989,83:1661-1666.
, 百拇医药
    10,Raymond MC, Thompson JT. RPE-mediated collagen gel contraction inhibition by colchicine and stimulation by TGF-beta. Invest Ophthalmol Vis Sci,1990,31:1079-1086.

    11,Barrett TB, Seifert RA, Bowen-Pope DF. Regulation of platelet-derived growth factor receptor expression by cell context overrides regulation by cytokines. J Cell Physiol,1996,169:126-138.

    12,Guidry C. Extracellular matrix contraction by fibroblasts: peptide promoters and second messengers. Cancer Metastasis Rev,1992,11:45-54.

    13,Bryan JA 3d, Campochiaro PA. A retinal pigment epithelial cell-derived growth factor(s). Arch Ophthalmol,1986,104:422-425.

    14,Joyce NC, Zieske JD. Transforming growth factor-beta receptor expression in human cornea. Invest Ophthalmol Vis Sci,1997,38:1922-1928., 百拇医药(血小板源生长因子和转化生长因子-β1及其受体在视网膜表面膜分布的免疫电镜研究)