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目的:明确碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对豚鼠镜片诱导型近视眼(lens-in-duced myopia,LIM)后极部巩膜成纤维细胞的增殖程度,转化生长因子-β2(TGF-β2)、成纤维细胞生长因子受体-1(FGFR-1)表达变化的影响,并结合其对细胞力学特性的影响,从细胞因子和细胞力学的角度探讨bFGF在近视眼的发病机制和治疗中的作用。方法:2周龄豚鼠10只随机选取一眼用镜片诱导方法制备近视动物模型(实验眼,LIM),对侧为自身对照(对照眼,SC)。造模45天,实验前后均检测每只豚鼠双眼屈光状态、眼轴长度。用组织块培养法培养豚鼠后极部巩膜成纤维细胞,并传2代。用免疫组织化学法对培养的细胞进行鉴定,再将每只眼培养的细胞分为A、B、C、D四组,分别为空白组、1ng/ml bFGF组、10ng/ml bFGF组、100ng/ml bFGF组,利用MTT的方法检测各组细胞增殖的程度;利用免疫组织化学法对各组细胞TGF-β2、FGFR-1进行半定量分析;利用细胞微管吸吮的方法结合半无限体细胞力学模型(Half-space model)测定各组巩膜成纤维细胞的力学特性(包括成纤维细胞的杨氏弹性模量和粘弹性参数)。结果用SPSS13.0统计软件进行统计分析。结果:1豚鼠实验性近视的诱导结果镜片诱导前豚鼠双眼屈光度无明显差异,经过45天镜片诱导,LIM组形成明显近视,LIM组与SC组比较,诱导出-6.70±1.93D的相对近视,眼轴相对延长了1.53±0.31mm,前后变化差异有统计学意义(P<0.05)。2细胞培养及鉴定结果豚鼠后极部巩膜组织块培养3~5天,周围开始有细胞长出,2~3周融合,免疫细胞化学鉴定为成纤维细胞。3 MTT结果MTT结果显示:LIM组中B组与A组之间差异无统计学意义(P>0.05),C、D组和A组之间差异有统计学意义(P<0.05),细胞数量分别增长24.9%、14.2%;SC组中B组与A组之间差异无统计学意义(P>0.05),C、D组和A组之间差异有统计学意义(P<0.05),细胞数量分别增长27.4%、12.5%。在LIM组和SC组之间相同浓度的bFGF对细胞的促增生作用无明显差异(P>0.05),但10ng/ml bFGF的浓度对细胞的刺激效果和100ng/ml bFGF浓度相比,差异有统计学意义(P<0.05)。4巩膜成纤维细胞TGF-β2、FGFR-1的表达TGF-β2的表达以细胞浆为主,核膜少许,LIM组中A组与SC组中A组比较,其着色程度增高,差异有统计学意义(P<0.05)。LIM组和SC组细胞随着bFGF浓度的增高TGF-β2的表达变化无明显统计学意义(P>0.05)。FGFR-1的表达以细胞浆为主,核膜少许,LIM组中A组与SC组中A组比较,其着色程度下降,差异有统计学意义(P<0.05)。LIM组和SC组细胞均随着bFGF浓度的增高,FGFR-1染色程度越来越深。经统计学分析细胞染色程度和bFGF浓度有明显的相关性,其相关系数分别为0.865、0.788。5细胞力学研究结果5.1对照组与实验组后极部巩膜成纤维细胞力学特性及统计学分析分别对SC组中A组与LIM组中A组巩膜成纤维细胞进行测量,得到SC组中A组巩膜成纤维细胞平衡杨氏模量E∝=0.2125±0.0526kPa, LIM组中A组巩膜成纤维细胞平衡杨氏模量E∝=0.3041±0.4658kPa,经统计学分析,LIM组中A组巩膜成纤维细胞的平衡杨氏模量明显升高,两者之间差异有统计学意义(P<0.05)。对巩膜成纤维细胞进行微管吸吮测试发现,在某一恒定负压作用下,巩膜成纤维细胞表现出典型的粘弹性固体蠕变特征。SC组中A组巩膜成纤维细胞表观黏性μ=2.8875±0.5138kPa.s, LIM组中A组巩膜成纤维细胞表观黏性μ=5.4077±1.041kPa.s,统计学分析表明LIM组中A组巩膜成纤维细胞的表观黏性明显升高,两者之间差异有统计学意义(P<0.05)。5.2 bFGF对SC组与LIM组后极部巩膜成纤维细胞力学特性的影响及统计学分析5.2.1 SC组在bFGF作用下,A组、B组、C组、D组平衡杨氏模量分别为:E∝=0.2125±0.0526kPa,E∝=0.2158±0.7753kPa, E∝=0.3340±1.062kPa, E∝=0.2963±0.0505kPa,其中B组与A组比较差异无统计学意义(P>0.05), C组、D组与A组比较差异均有统计学意义(P<0.05),经统计学相关性分析,细胞的平衡杨氏模量与bFGF的浓度有明显的相关性,其相关系数为:0.47。C组与D组比较差异无统计学意义(P>0.05)。5.2.2 SC组在bFGF作用下,A组、B组、C组、D组细胞表观黏性分别为μ=2.8875±0.5138kPa.s,μ=2.1557±0.8327kPa.s,μ=4.9425±1.0011kPa.s,μ=3.7078±1.4479kPa.s,其中B组与A组比较差异无统计学意义(P>0.05), C组、D组与A组比较差异均有统计学意义(P<0.05),经统计学相关性分析,细胞的表观黏性与bFGF的浓度有明显的相关性,其相关系数为:0.662。C组与D组比较差异无统计学意义(P>0.05)。5.2.3 LIM组在不同浓度bFGF作用下,无论是平衡杨氏模量还是细胞表观黏性,其差异均无统计学意义(P>0.05)。5.2.4 LIM组的细胞力学特性与SC组中各组比较,发现无论是平衡杨氏模量还是细胞表观黏性,其与SC组中A组、B组比较均增高,其差异有统计学意义(P<0.05);与C组、D组比较其差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1凹透镜诱导可引起豚鼠实验性近视眼明显轴性近视。2 bFGF可以有效的刺激豚鼠巩膜成纤维细胞的增长,在本实验的几种浓度中,1ng/ml组对细胞增长无明显的刺激作用,10ng/ml、100ng/ml的浓度对细胞增长有明显的刺激作用,其中10ng/ml的作用最强,但对实验眼和对照眼来说,其效果无明显差异。3 TGF-β2在实验眼的表达明显高于对照眼,FGFR-1在实验眼的表达明显低于对照眼。4 bFGF可以有效的刺激FGFR-1的表达,且呈明显的剂量-效应关系,但对TGF-β2的表达变化无明显作用。5 LIM组巩膜成纤维细胞的平衡杨氏模量、表观黏性较SC组均发生了明显的升高,表明巩膜成纤维细胞力学特性在近视眼中的代偿性升高。6 1ng/ml组bFGF未能改变SC组巩膜成纤维细胞的平衡杨氏模量及表观黏性,但10ng/ml组,100ng/ml组bFGF与空白组比较可以提高SC组巩膜成纤维细胞的平衡杨氏模量及表观黏性。7本实验的几种bFGF浓度未能改变LIM组巩膜成纤维细胞的平衡杨氏模量及表观黏性,说明对于同SC组相比力学特性已经改变的LIM组巩膜成纤维细胞来说,同样程度的刺激不能引起同样程度的力学改变。