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目的:
近视在近些年发病率日益增高,是临床常见的屈光不正,其发病机制复杂,但目前尚未明确。多巴胺(Dopamine,DA)是视网膜上重要的神经递质,与近视密切相关。多巴胺D2受体部分激动剂阿立哌唑(Aripiprazole,APZ)对多巴胺D2受体亲和力较强,完全激动剂缺乏时,表现出功能性激动作用,完全激动剂充足时,表现出功能性拮抗作用。本课题组前期研究发现阿立哌唑能够抑制小鼠形觉剥夺性近视(Form deprivation myopia,FDM)而不影响正常屈光发育。本实验通过比较APZ与多巴胺D2受体激动剂喹吡罗、拮抗剂舒必利对多巴胺D2受体下游信号通路的作用,模拟出APZ对近视的作用机制,从而反映多巴胺D2受体在近视发生发展中的作用机制。
方法:
本实验选取4周龄的野生型C57BL/6小鼠,将满足屈光条件的小鼠随机分成阿立哌唑药物组和多巴胺D2受体药物组。
1.免疫蛋白印迹(Western-blot,WB)实验。将阿立哌唑药物组随机分成三组:溶剂组(10%二甲基甲酰胺;n=5),低剂量阿立哌唑药物组(1mg/kg;n=5),高剂量阿立哌唑药物组(10mg/kg;n=5),每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=6),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=6),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=6),腹腔注射药物一天。前者三个小组在实验4周结束时分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材,后者三个小组在实验当天分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材。所有小鼠的视网膜利用WB技术检测多巴胺D2受体下游信号分子pERK的变化情况。
2.环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)的提取与检测实验。将阿立哌唑药物组随机分成三组:溶剂组(10%二甲基甲酰胺;n=10),低剂量阿立哌唑药物组(1mg/kg;n=12),高剂量阿立哌唑药物组(10mg/kg;n=14),每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=11),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=14),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=14),同样地,每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。各小组在实验4周结束时分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材,提取所有小鼠视网膜cAMP,利用试剂盒检测其多巴胺D2受体下游信号cAMP的变化情况。
3.电生理实验。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=15),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=15),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=12),每组进行持续2周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。实验结束时利用电生理系统生成相应的视网膜电图(Retinal Current Diagram,ERG),进而检测视网膜功能。
结果:
1.注射药物0.5h后,多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组与溶剂组相比,pERK1明显上升(p=0.019),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利组与溶剂组相比pERK变化不明显,但与多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组相比,pERK1明显下降(p=0.010)。注射0.5h后溶剂组剥夺眼较对侧眼pERK2明显下降(p=0.016),高剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比pERK1明显上升(p=0.017),低剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比pERK变化不明显,各组对侧眼之间pERK变化也不明显。
2.注射药物0.5h后,多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组与溶剂组相比,cAMP明显下降(p=0.034),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利组与溶剂组相比cAMP变化不明显;注射0.5h后低剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比cAMP水平下降(p=0.029),各组对侧眼之间cAMP变化也不明显。
3.舒必利可以明显降低视网膜最大混合反应的a波振幅(p=0.043)和b波振幅(p=0.039),喹吡罗存在降低视网膜最大混合反应的a、b波振幅趋势。
结论:
对形觉剥夺小鼠腹腔注射阿立哌唑0.5h以及对小鼠腹腔注射喹吡罗0.5h,均可使其视网膜pERK水平升高,cAMP水平降低,多巴胺D2受体拮抗剂舒必利与激动剂喹吡罗相比,可以使视网膜pERK水平降低,这提示多巴胺D2受体部分激动剂阿立哌唑与多巴胺D2受体激动剂作用相似,通过激动多巴胺D2受体起到抑制近视的作用,提示抑制多巴胺D2受体可能是造成小鼠近视发生发展的原因之一。
近视在近些年发病率日益增高,是临床常见的屈光不正,其发病机制复杂,但目前尚未明确。多巴胺(Dopamine,DA)是视网膜上重要的神经递质,与近视密切相关。多巴胺D2受体部分激动剂阿立哌唑(Aripiprazole,APZ)对多巴胺D2受体亲和力较强,完全激动剂缺乏时,表现出功能性激动作用,完全激动剂充足时,表现出功能性拮抗作用。本课题组前期研究发现阿立哌唑能够抑制小鼠形觉剥夺性近视(Form deprivation myopia,FDM)而不影响正常屈光发育。本实验通过比较APZ与多巴胺D2受体激动剂喹吡罗、拮抗剂舒必利对多巴胺D2受体下游信号通路的作用,模拟出APZ对近视的作用机制,从而反映多巴胺D2受体在近视发生发展中的作用机制。
方法:
本实验选取4周龄的野生型C57BL/6小鼠,将满足屈光条件的小鼠随机分成阿立哌唑药物组和多巴胺D2受体药物组。
1.免疫蛋白印迹(Western-blot,WB)实验。将阿立哌唑药物组随机分成三组:溶剂组(10%二甲基甲酰胺;n=5),低剂量阿立哌唑药物组(1mg/kg;n=5),高剂量阿立哌唑药物组(10mg/kg;n=5),每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=6),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=6),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=6),腹腔注射药物一天。前者三个小组在实验4周结束时分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材,后者三个小组在实验当天分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材。所有小鼠的视网膜利用WB技术检测多巴胺D2受体下游信号分子pERK的变化情况。
2.环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)的提取与检测实验。将阿立哌唑药物组随机分成三组:溶剂组(10%二甲基甲酰胺;n=10),低剂量阿立哌唑药物组(1mg/kg;n=12),高剂量阿立哌唑药物组(10mg/kg;n=14),每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=11),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=14),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=14),同样地,每组进行持续4周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。各小组在实验4周结束时分别于注射药物0.5h、1h、1.5h后取材,提取所有小鼠视网膜cAMP,利用试剂盒检测其多巴胺D2受体下游信号cAMP的变化情况。
3.电生理实验。将多巴胺D2受体药物组随机分成三组:溶剂组(抗坏血酸;n=15),多巴胺D2受体激动剂喹吡罗(Quinpirole)组(n=15),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利(Sulpiride)组(n=12),每组进行持续2周的单眼形觉剥夺,并且每日腹腔注射溶剂或药物。实验结束时利用电生理系统生成相应的视网膜电图(Retinal Current Diagram,ERG),进而检测视网膜功能。
结果:
1.注射药物0.5h后,多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组与溶剂组相比,pERK1明显上升(p=0.019),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利组与溶剂组相比pERK变化不明显,但与多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组相比,pERK1明显下降(p=0.010)。注射0.5h后溶剂组剥夺眼较对侧眼pERK2明显下降(p=0.016),高剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比pERK1明显上升(p=0.017),低剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比pERK变化不明显,各组对侧眼之间pERK变化也不明显。
2.注射药物0.5h后,多巴胺D2受体激动剂喹吡罗组与溶剂组相比,cAMP明显下降(p=0.034),多巴胺D2受体拮抗剂舒必利组与溶剂组相比cAMP变化不明显;注射0.5h后低剂量阿立哌唑组剥夺眼与溶剂组剥夺眼相比cAMP水平下降(p=0.029),各组对侧眼之间cAMP变化也不明显。
3.舒必利可以明显降低视网膜最大混合反应的a波振幅(p=0.043)和b波振幅(p=0.039),喹吡罗存在降低视网膜最大混合反应的a、b波振幅趋势。
结论:
对形觉剥夺小鼠腹腔注射阿立哌唑0.5h以及对小鼠腹腔注射喹吡罗0.5h,均可使其视网膜pERK水平升高,cAMP水平降低,多巴胺D2受体拮抗剂舒必利与激动剂喹吡罗相比,可以使视网膜pERK水平降低,这提示多巴胺D2受体部分激动剂阿立哌唑与多巴胺D2受体激动剂作用相似,通过激动多巴胺D2受体起到抑制近视的作用,提示抑制多巴胺D2受体可能是造成小鼠近视发生发展的原因之一。