视网膜疾病的动物实验研究现状
作者:曾红艳 邝国平
单位:湖南中医学院研究生部 长沙 410007
关键词:视网膜疾病;动物实验
中国中医眼科杂志J000231 摘 要 综述了视网膜病变动物实验研究的现状,其中包括糖尿病视网膜病变、高血压视网膜病变、视网膜光损害、缺血性视网膜病变和视网膜移植等。
A review of research actuality on experimental retinopathy in animal
Zeng Hongyian,Kuang Guoping
(Graduate Student Office,the Hunan Traditional Chinese Medicine College,Changsha 410007,China)
, 百拇医药
Abstract A research actuality on experimental retinopathy in animal was reviewed,including diabetic retinopathy,hypertensive retinopathy,actinic retina lesion,ischemic retinal lesion,and retinal transplantation.
Key words retinopathy animal experiment
视网膜疾病对视力的危害,日益受到人们重视。随着社会的进步,感染性眼病致盲率将不断降低,眼底病致盲的比例将逐渐上升〔1〕,这已是眼科医生的共识。故近些年来有关视网膜病变的实验研究日显热门,有关这方面的报道综述如下。
1 糖尿病视网膜病变
, 百拇医药
糖尿病视网膜病变是近年来的一个热门课题。刘世全〔2〕给大鼠一次性腹腔注射链唑霉素,24h后尾静脉取血,以葡萄糖氧化酶法测血糖,高于0.3g/L,即为糖尿病模型鼠。运用原位杂交法处理后,光镜观察,结果显示:IGF-I基因在眼组织的表达呈区域性,视网膜内核层及神经节细胞表达最强,脉络膜、视网膜色素上皮细胞及外核层次之,糖尿病组IGF-I基因表达显著增强。提示眼球组织形成了一个IGF-I旁分泌、自分泌作用系统,IGF-I可诱发并加速糖尿病视网膜病变的发生发展。杨婴〔3〕用0.5mol/L的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液(pH=4.5)配制2%链脲佐菌素(STZ)溶液,给大鼠按50mg/kg尾静脉快速注射2%溶液。此外,根据血糖和尿糖的测定,每天注射胰岛素0.5~4.0u,使动物血糖维持在16.65~22.2mmol/L,尿糖水平+++~++++。制作大鼠视网膜血管消化铺片,分9个区,任取5区,行周细胞计数。实验显示:早期控制血糖可延缓糖尿病视网膜病变的发生,STZ尾静脉注射引起大鼠糖尿病虽为比较经典的糖尿病动物模型,但有个体差异,血糖水平差异很大,另外注射胰岛素才能使血糖保持中等水平。实验还显示,3个月时尚未出现明显糖尿病视网膜病变早期改变,6个月时周细胞计数与正常组比较下降明显,周细胞核体积增加,染色浅淡者明显增多,并出现白细胞阻塞毛细血管。实验以形态学方面证实白细胞通过栓塞毛细血管参与大鼠DR早期微循环障碍。胡玉章〔4〕用链脲佐菌素按40mg/kg行大鼠腹腔注射,24h后测尿糖+++以上者为实验对象,动态分析病程为1~4月糖尿病鼠的血气状况,探讨导致视网膜组织缺氧的原因。实验显示:糖尿病动物处于代谢性碱中毒状态,导致血氧不能从血红蛋白上离解进入组织,糖尿病动物血中CO2和O2含量较高,而血与组织的CO2和O2的交换减少。镁离子对改善组织代谢起了一定作用。实验提示:糖尿病动物代谢性酸碱失衡,扰乱了体内环境的稳定,加重了组织缺氧,因此在治疗糖尿病及其并发症时,应纠正体内酸碱失衡。何剑峰〔5〕用链脲佐菌素制成大鼠糖尿病动物模型。治疗组喂枸杞果实1g/d。显示:糖尿病大鼠视网膜组织中RA水平和SOD活性明显下降,LPO含量明显上升,而枸杞治疗组,三者与正常大鼠无明显变化,与糖尿病组有显著差异。实验显示,枸杞确有保护糖尿病大鼠视网膜组织氧化损伤的作用。
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2 高血压性视网膜病变
陈瑞华〔6〕用自行繁殖的自发性高血压大鼠(SHR)为高血压组,用药组采用SHR母鼠自妊娠期开始服用开搏通至哺乳期止,幼鼠断乳后继续服药至24周处死,处死前测血压(19.3~20.7kPa),开搏通剂量为20mg/kg*d-1。取左眼做透射电镜观察。另取右眼石蜡包埋,HE染色,光镜观察。结果显示:高血压组眼底见动静脉管径比为1∶2,动脉痉挛变细,反光增强,管径粗细不匀,相当于第Ⅰ、Ⅱ级高血压眼底。光镜下见:视网膜毛细血管基膜增厚,管腔狭窄致视网膜缺血、缺氧。电镜下主要病变在视细胞外节及节细胞,视细胞外节基底部新生的膜盘模糊,多数节细胞水肿,胞浆浅染,线粒体空泡化,滑面内质网扩张,粗面内质网扩张脱粒。而开搏通终身治疗组的眼底及血压均正常,超微结构亦无明显改变。实验显示,开搏通终身治疗对高血压视网膜病变可发生逆转。此实验对高血压的治疗及视网膜损害的预防提供了形态学依据。金明〔7〕用雄性日本大耳白兔,在2.5%戊巴比妥麻醉下,对家兔分批进行了双肾动脉狭窄改良术,用银夹同时结扎左右肾动脉主干,导致肾动脉不全狭窄造成肾性高血压模型。分为正常对照组、高血压模型组、高血压加人参组。用自行改良和设计的兔耳动脉测压仪,给实验兔在安静状态下测血压,同时对视网膜动脉作病理学观察。结果显示:高血压模型组比高血压人参治疗组血压明显升高,眼底动脉硬化形成,伴有渗出及视盘水肿。高血压组光镜下见视网膜中细胞空泡形成,胞浆疏松;扫描电镜下见内皮细胞肿胀、隆起,界沟消失,表面有白细胞和血小板。而人参治疗组和正常组则无明显改变。实验提示,人参通过调节血压,改善视网膜自动调节维持血—视网膜屏障的功能,对高血压性视网膜动脉硬化有预防和治疗作用。
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3 视网膜光化学损伤
张军军〔8〕将雌性封闭群SD大鼠,饲养在暗室化饲养房10d,除每日一次添加饲料时给15min短暂照明外,大鼠均处于暗视状态。自制光照箱,六面均为无色透明的有机玻璃,六面外装上绿色荧光灯(λ=510nm~560nm),箱内各箱壁处光照强度为2000 LX,大鼠光照24h后送回饲养房。取光照后6h、1d、3d、7d、14d不同时间点的实验。摘下大鼠眼球剥离视网膜,置于Eppendorf管内,加入匀浆缓冲液750μl,在冰浴中进行超声粉碎。匀浆液以Backman L8-M超速离心机在4℃下经100kg离心后,取上清液检测蛋白含量及尿激酶C(PKC)活性。PKC活性检测使用PKC酶分析系统。结果显示:光照后6h PKC活性明显升高,但1d后开始逐渐下降,14d时PKC活性略有回升。PKC是肌醇脂信号系统中的一个极为重要的激酶,PKC也对视网膜色素上皮细胞吞噬及消化感受器外节膜盘的功能进行调节。通过此实验提示,光化学损伤中的视网膜功能障碍可能与PKC活性的持续降低有关。刘瑜玲〔9〕认为视紫红质在视网膜光化学损伤的发生发展中起重要作用。用Wistar大鼠,自制六面安装绿色荧光灯的光照箱,分别连续光照1、3、5d后,乙醚麻醉摘取眼球,运用原位杂交技术和电镜观察。结果显示:视紫红质mRNA原位杂交信号主要分布在视网膜光感受细胞层,尤其是外段和内段;随连续光照时间的延长,其表达迅速下降,且先于视网膜形态学的损伤性改变;同一视网膜中,上方及后极部杂交信号的减弱较下方和周边部更为明显。实验提示:视网膜光化学损伤发生的原因之一很可能是由于光子等致病因素作用于视紫红质基因或通过对其表达的调控因素的作用而导致其mRNA表达水平的下降和停滞,致使视紫红质的合成下降及障碍,光感受细胞丧失了正常的感光换能功能,甚至变性死亡,引起视网膜光化学损伤的发生。在刘瑜玲〔10〕的另一实验中,也是运用原位杂交技术,检测光化学损伤的鼠,结果显示:大鼠视网膜光化学损伤后,其视网膜超氧化物歧化酶基因mRNA的表达变弱。唐建容〔11〕研究复方丹参注射液球后注射对视网膜光损伤的防护作用。用Wistar大鼠,1%戊巴比妥钠300mg/kg腹腔注射,结合乙醚间断性吸入全麻,复方托吡卡胺散瞳,用手术显微镜作光源,光照度1200LX,距离角膜20cm,分别垂直照射大鼠双侧瞳孔各30min。在光照过程中,充分暴露角膜,且不断滴生理盐水湿润眼球表面。防护组于光照前1h球后注射复方丹参注射液0.05ml。于光照后1d、5d、10d和15d。摘取眼球剥离视网膜,用分析天平称湿重,配成2%的湿重,匀浆后3000rpm离心15min,取上清液,比色法测定丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)含量,结果显示:未治组MDA含量上升,SOD含量下降;防护组则可显著降低光照后MDA的含量,避免SOD的锐减,并有效保护视网膜组织的超微结构。
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4 视网膜缺血性损伤
周历〔12〕用SD大鼠造模。戊巴比妥钠500mg/kg腹腔注射麻醉,将连接生理盐水瓶输液管的7号头皮针刺入大鼠双眼前房。然后升高输液瓶至与动物垂直距离为150cm处,在眼内形成14.63kPa的眼压。分不同灌注时间处死动物,摘眼球剥视网膜细胞膜匀浆,用定磷法检测视网膜细胞膜Na+-K+-ATP酶的活性。运用荧光探针DPH标记法测定视网膜细胞膜流动性。结果显示:缺血再灌注使视网膜细胞膜Na+-K+-ATP酶活性呈进行性下降,细胞膜上的Na+-K+-ATP酶是维持细胞内外离子平衡、细胞代谢、膜兴奋传导神经递质释入所必需的。视网膜组织完全缺血时,出现ATP耗竭,Na+-K+-ATP酶功能受影响,导致Na+和K+转运障碍,视网膜组织受视网膜细胞功能恢复,Na+-K+-ATP酶活力反而进一步下降。此外,再灌注后脂质过氧化物可直接破坏Na+-K+-ATP酶蛋白。同时,缺血再灌注使细胞膜流动性明显升高而其稳定性降低,这就进一步引起酶结构的变化,影响Na+-K+-ATP酶的活性。马宁芳〔13〕着重研究大鼠视网膜缺血后神经元方面的变化。3%戊巴比妥钠30mg/kg腹腔注射麻醉下,对大鼠右眼前房加压灌注生理盐水,使眼压达到平均尾动脉压水平,分别进行15min、30min、60min后缓慢减压至加压前水平。结果显示:视网膜缺血后PV-I神视经元在各时间点的减少率明显低于NOS阳性视经元。缺血15min时PV-I神经元对缺血性损害有一定耐受性。缺血缺氧使视网膜神经元代谢障碍,神经元的功能障碍和随缺血时间延长而出现的结构破坏将直接影响蛋白质、酶、神经递质的合成。周历〔14〕还研究了高压氧对缺血再灌注鼠视网膜细胞膜Na+K+-ATP酶的影响。将再灌注初期的动物置于高压氧舱内,在252.38kPa压力下吸纯氧,加压时间为80min,用定磷法测Na+-K+-ATP酶的活性。结果显示:高压氧并不会使缺血造成的细胞膜功能异常更加恶化,反而使它们恢复正常。高压氧对视网膜缺血组织的保护和恢复作用远远超过其不利因素。
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视网膜缺血性实验的造模方法,除了上面提到的这种加大眼内压的方法外,周跃华〔15〕总结了国外资料,指出还有另三种造模方法:血管结扎模型(将眼球暴露,在视神经周围将视网膜中央动脉和后睫状动脉连同视神经一同或分别结扎。也可将双侧颈动脉同时结扎者)、光化学阻断模型(将动脉内注入一种具有强焦照明作用的荧光素,应用一定条件的光进行照射。从而产生自由基,使血管内皮损伤,血小板凝聚,血栓形成,进而阻断该血管所支配的视网膜供血)、游离视网膜模型(将视网膜和完整的视神经从眼球壁上分离出来,放入一定条件的孵育箱内,通过血氧和糖含量的降低造成视网膜缺血)。这四种方法中,高眼压模型简单、经济,为国内普遍使用。
5 其他
近年来,还针对视网膜手术开展了动物实验。姜德咏〔16〕对视网膜进行了全层移植,但异种移植引起了迟发性超敏反应。与此同时,异种感光细胞移植却没有明显移植免疫原性,为将来进行人体的感光细胞移植提供了可行性。许艺民〔17〕结合光镜、电镜、胶体镧示踪几种方法,研究冷凝引起视网膜下间隙损伤。结果显示:重度冷凝引起剧烈的网膜下间隙病理改变,导致血—视网膜屏障的损伤与修复不良。为临床上更好地掌握冷凝术、适当的冷凝量提供了实践依据。王丹梅〔18〕用兔眼行庆大霉素玻璃体注射,研究庆大霉素损伤视网膜的病理学观察。结果显示:50μg的微小剂量就会产生视网膜损伤。100μg庆大霉素注射后3d可引起细胞色素氧化酶(CYO)活性被抑制。在增殖性玻璃体视网膜病变中,当增殖膜形成,并有牵拉性视网膜脱离时,需行玻璃体手术,为防止PVR复发,术中可用糖皮质激素和抗代谢药物,周健〔19〕在兔眼中注射1mg去炎松和10μg道诺霉素脂质体,28d后,兔视网膜电图b波和视网膜结构无变化,说明术中两者联合用药对兔眼视网膜无毒性作用。
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综上所述,在视网膜病变的实验研究方面。有了长足的进步,尤其是对糖尿病视网膜病变、高血压性视网膜病变、视网膜缺血、视网膜光化学和药物损害等,动物造模获得了初步的成功,为探索这些病变的发生机量、病理改变和治疗思路,取得了不少可贵经验。但也存在明显薄弱环节,首先是对“中浆”、视网膜血管炎等常见视网膜病变。尚无造模成功的报道;其次在临床上,糖尿病视网膜病变的发生,多在糖尿病史5~10年之后,高血压性视网膜病变亦需多年的高血压史方可产生眼底改变,而动物造模多在短期内,人为地导致糖尿病和高血压,其发病机理和所造模型,很难与临床病例的机理完全相同;中医药治疗视网膜病变有一定优势,但中医药疗效机理方面的实验研究尚不多。
(本文承蒙李传课老师指导,特此致谢!)
参考文献
1,曾明葵.对我院眼科住院病人2161例分析.中国中医眼科杂志,1994,4(4):195
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2,刘世全.胰岛素样生长因子Ⅰ基因在正常及糖尿病鼠眼组织中的表达.中华眼科杂志.1995,31(4):291
3,杨 婴.糖尿病早期大鼠视网膜微血管改变的形态学研究.中华眼科杂志,1997,33(3):230
4,胡玉章.糖尿病早期大鼠视网膜组织缺氧的血气分析.眼科研究,1998,16(2):105
5,何剑峰.枸杞在糖尿病大鼠视网膜组织抗氧化反应中的作用.中国中医眼科杂志,1997(3):131
6,陈瑞华.高血压大鼠视网膜超微结构改变及开搏通终身治疗后的观察.1995,31(1):45
7,金 明.人参对家兔高血压性视网膜动脉硬化预防作用的研究.中国中医眼科杂志,1997,7(2):67
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8,张军军.实验性视网膜光化学损伤中的蛋白激酶C.中华眼底病杂志,1997,13(2):78
9,刘瑜玲.视网膜光化学损伤大鼠视紫红质基因mRNA表达水平的原位杂交技术检测.中华眼底病杂志,1997,13(4):228
10,刘瑜玲.光化学损伤下大鼠视网膜超氧化物歧化酶基因mRNA表达的实验研究.眼科,1998,7(1):57
11,唐建容.复方丹参注射液球后注射对视网膜光化学防护的实验研究.中国中医眼科杂志,1998,8(3):131
12,周 历.缺血再灌注损伤对鼠视网膜细胞膜结构和功能的影响.中华眼科杂志,1998,34(2):134
13,马宁芳.大鼠视网膜缺血后PARALBUMIN免疫反应神经元变化.神经解剖学杂志,1997,13(1):75
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14,周 历.高压氧对缺血再灌注鼠视网膜细胞Na+-K+-ATP酶的影响.前卫医药杂志,1997,14(4):206
15,周跃华.缺血性视网膜损伤机制的研究.国外医学眼科分册,1999,23(1):1
16,姜德咏.视网膜移植抗原性的初步研究.中华眼底病杂志,1997,13(4):234
17,许艺民.冷凝致视网膜色素上皮屏障改变的生物学效应.眼科,1996,5(3):181
18,王丹梅.玻璃体内注射庆大霉素致视网膜损伤的实验研究.中华眼底病杂志,1994,10(3):167
19,周 健.去炎松与道诺霉素脂质体联合应用对玻璃体切除兔眼视网膜的影响.眼科研究,1999,17(1):12
收稿:1999-04-16
修回:1999-12-16, 百拇医药
单位:湖南中医学院研究生部 长沙 410007
关键词:视网膜疾病;动物实验
中国中医眼科杂志J000231 摘 要 综述了视网膜病变动物实验研究的现状,其中包括糖尿病视网膜病变、高血压视网膜病变、视网膜光损害、缺血性视网膜病变和视网膜移植等。
A review of research actuality on experimental retinopathy in animal
Zeng Hongyian,Kuang Guoping
(Graduate Student Office,the Hunan Traditional Chinese Medicine College,Changsha 410007,China)
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Abstract A research actuality on experimental retinopathy in animal was reviewed,including diabetic retinopathy,hypertensive retinopathy,actinic retina lesion,ischemic retinal lesion,and retinal transplantation.
Key words retinopathy animal experiment
视网膜疾病对视力的危害,日益受到人们重视。随着社会的进步,感染性眼病致盲率将不断降低,眼底病致盲的比例将逐渐上升〔1〕,这已是眼科医生的共识。故近些年来有关视网膜病变的实验研究日显热门,有关这方面的报道综述如下。
1 糖尿病视网膜病变
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糖尿病视网膜病变是近年来的一个热门课题。刘世全〔2〕给大鼠一次性腹腔注射链唑霉素,24h后尾静脉取血,以葡萄糖氧化酶法测血糖,高于0.3g/L,即为糖尿病模型鼠。运用原位杂交法处理后,光镜观察,结果显示:IGF-I基因在眼组织的表达呈区域性,视网膜内核层及神经节细胞表达最强,脉络膜、视网膜色素上皮细胞及外核层次之,糖尿病组IGF-I基因表达显著增强。提示眼球组织形成了一个IGF-I旁分泌、自分泌作用系统,IGF-I可诱发并加速糖尿病视网膜病变的发生发展。杨婴〔3〕用0.5mol/L的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液(pH=4.5)配制2%链脲佐菌素(STZ)溶液,给大鼠按50mg/kg尾静脉快速注射2%溶液。此外,根据血糖和尿糖的测定,每天注射胰岛素0.5~4.0u,使动物血糖维持在16.65~22.2mmol/L,尿糖水平+++~++++。制作大鼠视网膜血管消化铺片,分9个区,任取5区,行周细胞计数。实验显示:早期控制血糖可延缓糖尿病视网膜病变的发生,STZ尾静脉注射引起大鼠糖尿病虽为比较经典的糖尿病动物模型,但有个体差异,血糖水平差异很大,另外注射胰岛素才能使血糖保持中等水平。实验还显示,3个月时尚未出现明显糖尿病视网膜病变早期改变,6个月时周细胞计数与正常组比较下降明显,周细胞核体积增加,染色浅淡者明显增多,并出现白细胞阻塞毛细血管。实验以形态学方面证实白细胞通过栓塞毛细血管参与大鼠DR早期微循环障碍。胡玉章〔4〕用链脲佐菌素按40mg/kg行大鼠腹腔注射,24h后测尿糖+++以上者为实验对象,动态分析病程为1~4月糖尿病鼠的血气状况,探讨导致视网膜组织缺氧的原因。实验显示:糖尿病动物处于代谢性碱中毒状态,导致血氧不能从血红蛋白上离解进入组织,糖尿病动物血中CO2和O2含量较高,而血与组织的CO2和O2的交换减少。镁离子对改善组织代谢起了一定作用。实验提示:糖尿病动物代谢性酸碱失衡,扰乱了体内环境的稳定,加重了组织缺氧,因此在治疗糖尿病及其并发症时,应纠正体内酸碱失衡。何剑峰〔5〕用链脲佐菌素制成大鼠糖尿病动物模型。治疗组喂枸杞果实1g/d。显示:糖尿病大鼠视网膜组织中RA水平和SOD活性明显下降,LPO含量明显上升,而枸杞治疗组,三者与正常大鼠无明显变化,与糖尿病组有显著差异。实验显示,枸杞确有保护糖尿病大鼠视网膜组织氧化损伤的作用。
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2 高血压性视网膜病变
陈瑞华〔6〕用自行繁殖的自发性高血压大鼠(SHR)为高血压组,用药组采用SHR母鼠自妊娠期开始服用开搏通至哺乳期止,幼鼠断乳后继续服药至24周处死,处死前测血压(19.3~20.7kPa),开搏通剂量为20mg/kg*d-1。取左眼做透射电镜观察。另取右眼石蜡包埋,HE染色,光镜观察。结果显示:高血压组眼底见动静脉管径比为1∶2,动脉痉挛变细,反光增强,管径粗细不匀,相当于第Ⅰ、Ⅱ级高血压眼底。光镜下见:视网膜毛细血管基膜增厚,管腔狭窄致视网膜缺血、缺氧。电镜下主要病变在视细胞外节及节细胞,视细胞外节基底部新生的膜盘模糊,多数节细胞水肿,胞浆浅染,线粒体空泡化,滑面内质网扩张,粗面内质网扩张脱粒。而开搏通终身治疗组的眼底及血压均正常,超微结构亦无明显改变。实验显示,开搏通终身治疗对高血压视网膜病变可发生逆转。此实验对高血压的治疗及视网膜损害的预防提供了形态学依据。金明〔7〕用雄性日本大耳白兔,在2.5%戊巴比妥麻醉下,对家兔分批进行了双肾动脉狭窄改良术,用银夹同时结扎左右肾动脉主干,导致肾动脉不全狭窄造成肾性高血压模型。分为正常对照组、高血压模型组、高血压加人参组。用自行改良和设计的兔耳动脉测压仪,给实验兔在安静状态下测血压,同时对视网膜动脉作病理学观察。结果显示:高血压模型组比高血压人参治疗组血压明显升高,眼底动脉硬化形成,伴有渗出及视盘水肿。高血压组光镜下见视网膜中细胞空泡形成,胞浆疏松;扫描电镜下见内皮细胞肿胀、隆起,界沟消失,表面有白细胞和血小板。而人参治疗组和正常组则无明显改变。实验提示,人参通过调节血压,改善视网膜自动调节维持血—视网膜屏障的功能,对高血压性视网膜动脉硬化有预防和治疗作用。
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3 视网膜光化学损伤
张军军〔8〕将雌性封闭群SD大鼠,饲养在暗室化饲养房10d,除每日一次添加饲料时给15min短暂照明外,大鼠均处于暗视状态。自制光照箱,六面均为无色透明的有机玻璃,六面外装上绿色荧光灯(λ=510nm~560nm),箱内各箱壁处光照强度为2000 LX,大鼠光照24h后送回饲养房。取光照后6h、1d、3d、7d、14d不同时间点的实验。摘下大鼠眼球剥离视网膜,置于Eppendorf管内,加入匀浆缓冲液750μl,在冰浴中进行超声粉碎。匀浆液以Backman L8-M超速离心机在4℃下经100kg离心后,取上清液检测蛋白含量及尿激酶C(PKC)活性。PKC活性检测使用PKC酶分析系统。结果显示:光照后6h PKC活性明显升高,但1d后开始逐渐下降,14d时PKC活性略有回升。PKC是肌醇脂信号系统中的一个极为重要的激酶,PKC也对视网膜色素上皮细胞吞噬及消化感受器外节膜盘的功能进行调节。通过此实验提示,光化学损伤中的视网膜功能障碍可能与PKC活性的持续降低有关。刘瑜玲〔9〕认为视紫红质在视网膜光化学损伤的发生发展中起重要作用。用Wistar大鼠,自制六面安装绿色荧光灯的光照箱,分别连续光照1、3、5d后,乙醚麻醉摘取眼球,运用原位杂交技术和电镜观察。结果显示:视紫红质mRNA原位杂交信号主要分布在视网膜光感受细胞层,尤其是外段和内段;随连续光照时间的延长,其表达迅速下降,且先于视网膜形态学的损伤性改变;同一视网膜中,上方及后极部杂交信号的减弱较下方和周边部更为明显。实验提示:视网膜光化学损伤发生的原因之一很可能是由于光子等致病因素作用于视紫红质基因或通过对其表达的调控因素的作用而导致其mRNA表达水平的下降和停滞,致使视紫红质的合成下降及障碍,光感受细胞丧失了正常的感光换能功能,甚至变性死亡,引起视网膜光化学损伤的发生。在刘瑜玲〔10〕的另一实验中,也是运用原位杂交技术,检测光化学损伤的鼠,结果显示:大鼠视网膜光化学损伤后,其视网膜超氧化物歧化酶基因mRNA的表达变弱。唐建容〔11〕研究复方丹参注射液球后注射对视网膜光损伤的防护作用。用Wistar大鼠,1%戊巴比妥钠300mg/kg腹腔注射,结合乙醚间断性吸入全麻,复方托吡卡胺散瞳,用手术显微镜作光源,光照度1200LX,距离角膜20cm,分别垂直照射大鼠双侧瞳孔各30min。在光照过程中,充分暴露角膜,且不断滴生理盐水湿润眼球表面。防护组于光照前1h球后注射复方丹参注射液0.05ml。于光照后1d、5d、10d和15d。摘取眼球剥离视网膜,用分析天平称湿重,配成2%的湿重,匀浆后3000rpm离心15min,取上清液,比色法测定丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)含量,结果显示:未治组MDA含量上升,SOD含量下降;防护组则可显著降低光照后MDA的含量,避免SOD的锐减,并有效保护视网膜组织的超微结构。
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4 视网膜缺血性损伤
周历〔12〕用SD大鼠造模。戊巴比妥钠500mg/kg腹腔注射麻醉,将连接生理盐水瓶输液管的7号头皮针刺入大鼠双眼前房。然后升高输液瓶至与动物垂直距离为150cm处,在眼内形成14.63kPa的眼压。分不同灌注时间处死动物,摘眼球剥视网膜细胞膜匀浆,用定磷法检测视网膜细胞膜Na+-K+-ATP酶的活性。运用荧光探针DPH标记法测定视网膜细胞膜流动性。结果显示:缺血再灌注使视网膜细胞膜Na+-K+-ATP酶活性呈进行性下降,细胞膜上的Na+-K+-ATP酶是维持细胞内外离子平衡、细胞代谢、膜兴奋传导神经递质释入所必需的。视网膜组织完全缺血时,出现ATP耗竭,Na+-K+-ATP酶功能受影响,导致Na+和K+转运障碍,视网膜组织受视网膜细胞功能恢复,Na+-K+-ATP酶活力反而进一步下降。此外,再灌注后脂质过氧化物可直接破坏Na+-K+-ATP酶蛋白。同时,缺血再灌注使细胞膜流动性明显升高而其稳定性降低,这就进一步引起酶结构的变化,影响Na+-K+-ATP酶的活性。马宁芳〔13〕着重研究大鼠视网膜缺血后神经元方面的变化。3%戊巴比妥钠30mg/kg腹腔注射麻醉下,对大鼠右眼前房加压灌注生理盐水,使眼压达到平均尾动脉压水平,分别进行15min、30min、60min后缓慢减压至加压前水平。结果显示:视网膜缺血后PV-I神视经元在各时间点的减少率明显低于NOS阳性视经元。缺血15min时PV-I神经元对缺血性损害有一定耐受性。缺血缺氧使视网膜神经元代谢障碍,神经元的功能障碍和随缺血时间延长而出现的结构破坏将直接影响蛋白质、酶、神经递质的合成。周历〔14〕还研究了高压氧对缺血再灌注鼠视网膜细胞膜Na+K+-ATP酶的影响。将再灌注初期的动物置于高压氧舱内,在252.38kPa压力下吸纯氧,加压时间为80min,用定磷法测Na+-K+-ATP酶的活性。结果显示:高压氧并不会使缺血造成的细胞膜功能异常更加恶化,反而使它们恢复正常。高压氧对视网膜缺血组织的保护和恢复作用远远超过其不利因素。
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视网膜缺血性实验的造模方法,除了上面提到的这种加大眼内压的方法外,周跃华〔15〕总结了国外资料,指出还有另三种造模方法:血管结扎模型(将眼球暴露,在视神经周围将视网膜中央动脉和后睫状动脉连同视神经一同或分别结扎。也可将双侧颈动脉同时结扎者)、光化学阻断模型(将动脉内注入一种具有强焦照明作用的荧光素,应用一定条件的光进行照射。从而产生自由基,使血管内皮损伤,血小板凝聚,血栓形成,进而阻断该血管所支配的视网膜供血)、游离视网膜模型(将视网膜和完整的视神经从眼球壁上分离出来,放入一定条件的孵育箱内,通过血氧和糖含量的降低造成视网膜缺血)。这四种方法中,高眼压模型简单、经济,为国内普遍使用。
5 其他
近年来,还针对视网膜手术开展了动物实验。姜德咏〔16〕对视网膜进行了全层移植,但异种移植引起了迟发性超敏反应。与此同时,异种感光细胞移植却没有明显移植免疫原性,为将来进行人体的感光细胞移植提供了可行性。许艺民〔17〕结合光镜、电镜、胶体镧示踪几种方法,研究冷凝引起视网膜下间隙损伤。结果显示:重度冷凝引起剧烈的网膜下间隙病理改变,导致血—视网膜屏障的损伤与修复不良。为临床上更好地掌握冷凝术、适当的冷凝量提供了实践依据。王丹梅〔18〕用兔眼行庆大霉素玻璃体注射,研究庆大霉素损伤视网膜的病理学观察。结果显示:50μg的微小剂量就会产生视网膜损伤。100μg庆大霉素注射后3d可引起细胞色素氧化酶(CYO)活性被抑制。在增殖性玻璃体视网膜病变中,当增殖膜形成,并有牵拉性视网膜脱离时,需行玻璃体手术,为防止PVR复发,术中可用糖皮质激素和抗代谢药物,周健〔19〕在兔眼中注射1mg去炎松和10μg道诺霉素脂质体,28d后,兔视网膜电图b波和视网膜结构无变化,说明术中两者联合用药对兔眼视网膜无毒性作用。
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综上所述,在视网膜病变的实验研究方面。有了长足的进步,尤其是对糖尿病视网膜病变、高血压性视网膜病变、视网膜缺血、视网膜光化学和药物损害等,动物造模获得了初步的成功,为探索这些病变的发生机量、病理改变和治疗思路,取得了不少可贵经验。但也存在明显薄弱环节,首先是对“中浆”、视网膜血管炎等常见视网膜病变。尚无造模成功的报道;其次在临床上,糖尿病视网膜病变的发生,多在糖尿病史5~10年之后,高血压性视网膜病变亦需多年的高血压史方可产生眼底改变,而动物造模多在短期内,人为地导致糖尿病和高血压,其发病机理和所造模型,很难与临床病例的机理完全相同;中医药治疗视网膜病变有一定优势,但中医药疗效机理方面的实验研究尚不多。
(本文承蒙李传课老师指导,特此致谢!)
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收稿:1999-04-16
修回:1999-12-16, 百拇医药