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目的:本实验通过建立糖尿病大鼠模型,测定不同时期视网膜中基质细胞衍生因子-1(SDF-1)和血管内皮生长因子(VEGF)的含量,研究它们二者与糖尿病视网膜病变的相关性。并应用SDF-1拮抗剂AMD3100,探索AMD3100对该模型大鼠视网膜新生血管的抑制作用,以及抑制效果和AMD3100剂量的关系,为探讨糖尿病视网膜病变的发病机理和治疗提供新的思路。
方法:
1.50只健康雄性成年SD大鼠随机分为正常组、糖尿病组、拮抗剂组。糖尿病组和拮抗剂组于禁食12小时后一次性腹腔注射链脲佐菌素65mg/kg。拮抗剂处理组为糖尿病建模成功后2周玻璃体及球后注射注射SDF-1拮抗剂AMD3100。成模后1月、3月、5月分别提取各组视网膜总RNA, RT-PCR法检测SDF-1和VEGF mRNA的表达量变化,所得数据用SPSS17.0软件进行分析。并对SDF-1和VEGF的mRNA水平进行双变量相关分析,HE染色观察各组视网膜形态学改变。
2.18只SD大鼠随机分为正常对照组,糖尿病对照组,及4组不同剂量的拮抗剂组,成模后继续饲养3月。拮抗剂组在糖尿病建模成功后2周玻璃体腔及球后注射不同浓度的AMD3100(浓度分别为2.5ug/ul,5ug/ul,10ug/ul,15ug/ul),到期后蛋白免疫印迹(western blot)法检测各组大鼠视网膜SDF-1、VEGF蛋白的表达量变化,测定其光密度值,所得数据用SPSS17.0软件进行分析。
结果:
1.PCR
1.1各组SDF-1 mRNA含量的比较:正常组、拮抗剂组和糖尿病组视网膜上均有SDF-1 mRNA的表达,且同龄组中糖尿病组的表达显著性增高,差异有统计学意义,且DM大鼠视网膜组织里SDF-1 mRNA的表达量随着病程的延长而增加(DM1、DM3、DM5两两相比,P<0.05);和同龄正常对照组大鼠相比较,DM大鼠视网膜组织里SDF-1 mRNA的表达量1月时就明显升高,3个月时明显增高,5个月时差异更为显著;和同龄正常对照组大鼠相比较,拮抗剂组大鼠视网膜组织里SDF-1 mRNA的表达量均轻度升高;和同龄拮抗剂组大鼠相比较,糖尿病组大鼠视网膜组织里SDF-1 mRNA的表达量均升高。
1.2各组VEGF mRNA含量的比较:正常组、拮抗剂组和糖尿病组视网膜上均有VEGFmRNA的表达,且同龄组中糖尿病组的表达显著性增高,差异有统计学意义,且DM大鼠视网膜组织里VEGF mRNA的表达量随着病程的延长而增加;和同龄正常对照组大鼠相比较,DM大鼠视网膜组织里VEGFmRNA的表达量1月时就明显升高,3个月时mRNA明显增高,5个月时差异更为显著;和同龄正常对照组大鼠相比较,拮抗剂组大鼠视网膜组织里VEGF mRNA的表达量均轻度升高;和同龄拮抗剂组大鼠相比较,糖尿病组大鼠视网膜组织里VEGF mRNA的表达量均升高。
1.3数据进行双变量相关处理显示,SDF-1与VEGF水平呈正相关。
2.HE染色:(1)形态学观察:拮抗剂组与同龄糖尿病组相比差异明显,更接近于正常对照组。(2)突出内界膜的细胞核计数:与同龄糖尿病组相比,拮抗剂组、正常组突破视网膜内界膜的内皮细胞核数均减少,糖尿病组随着病程的延长突出视网膜内界膜的数目逐渐增多,DM1、DM3、DM5三者比较有统计学意义。
3.WB:各组SDF-1和VEGF蛋白含量的比较:糖尿病组大鼠与拮抗剂各组大鼠相比,视网膜组织中SDF-1和VEGF的蛋白表达量明显升高,差异有显著性,随着SDF-1拮抗剂AMD3100浓度的增大,SDF-1和VEGF的蛋白表达量逐渐减少,差异具有显著性(2、3组,3、4组两两相比,P<0.001),当增加到10ug/ul时,继续增加浓度,SDF-1和VEGF的蛋白表达量无明显改变,差异没有统计学意义(4、5组相比,P>0.05),与正常组大鼠相比,糖尿病组、拮抗剂组SDF-1和VEGF的蛋白表达量均有升高,差异有统计学意义(糖尿病组P<0.001,拮抗剂组P<0.01)。
结论:随着糖尿病视网膜病变病程的进展,糖尿病大鼠视网膜组织里VEGF和SDF-1的表达水平增加,视网膜新生血管增多,病情加重,注射过SDF-1受体拮抗剂AMD3100的糖尿病大鼠视网膜上SDF-1和VEGF的表达量都下降,提不AMD3100通过拮抗SDF-1的受体来降低SDF-1和CXCR4结合所产生的效应,使SDF-1和VEGF的表达量降低,从而抑制了新生血管的生成和发展。在一定的浓度范围内,其抑制作用有剂量依从性,剂量越大,抑制作用越强。