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目的: 近视是全球发病率最高的一类屈光不正,且逐年呈上升趋势,严重威胁着人类的视觉健康,但其具体的发病机制至今未明。多巴胺(Dopamine, DA)作为视网膜上一种重要的神经递质和调质,在近视中的作用重要而复杂。多巴胺需要结合受体发挥作用,本实验室前期结果显示:D2 类受体激动剂可以促进豚鼠形觉剥夺性近视;反之,D2类受体拮抗剂抑制形觉剥夺性近视。D2类受体包括D2、D3、D4受体,其中D4受体是视网膜上一类高含量受体。它是否也参与近视形成以及在近视形成过程中会发挥怎样的作用。本实验利用正常屈光发育豚鼠和形觉剥夺(Form deprivation, FD)豚鼠模型,通过球旁注射D4受体激动剂或拮抗剂,干预视网膜内D4受体水平,探究多巴胺D4受体参与近视形成的可能机制。 方法: 实验开始筛选屈光度在3-8 Diopter(D),双眼屈光参差<2D的3周龄三色豚鼠204只,雌雄不限。将三色豚鼠分成两大组:正常屈光发育组和形觉剥夺组。每组豚鼠每日右眼注射溶剂或药物,连续注射4week(w)。本实验中使用两种药物,分别是多巴胺D4受体激动剂PD168077和D4受体拮抗剂L745870。两种药物的剂量分别为:PD168077低剂量(2μg/100μl),高剂量(20μg/100μl);同样拮抗剂L745870低剂量(2μg/100μl),高剂量(20μg/100μl)。实验流程:首先,分别在实验前 0w和实验后 2w、4w 检测屈光度和眼轴长度等生物学参数;其次,实验 2w(豚鼠 5周龄)时采用视网膜电图检测视网膜功能;最后在实验 4w(豚鼠 7 周龄)对豚鼠进行处死取材,然后利用免疫荧光(Immunofluorescence, IF)或蛋白免疫印迹(Western-blot, WB)检测多巴胺下游信号蛋白的变化。 结果: 1. 正常屈光发育豚鼠组,球旁注射D4受体药物4w后,用IF和WB方法检测多巴胺下游靶蛋白(p-CREB、CREB)的表达情况,发现无论是激动剂或是拮抗剂高浓度组对比溶剂组p-CREB表达无统计学差异。同理用WB方法检测下游靶蛋白(p-ERK)发现激动剂PD168077高浓度药物组注射眼对比对侧眼有增加(t=2.417, p=0.027,配对t检验),药物注射眼对比溶剂注射眼也有增加(t=-2.202,p=0.043,独立样本t检验);反之拮抗剂L745870高浓度药物注射眼对比对侧眼有降低(t=4.712,p<0.001,配对t检验),药物注射眼对比溶剂注射眼也有降低(t=2.173, p=0.045,独立样本t检验)。 正常屈光发育豚鼠组,球旁注射D4受体激动剂PD168077 2w后,ERG高浓度组对比溶剂组,在明适应条件下,a、b波振幅均升高,且有统计学差异(a波:F=17.336, p=0.001,重复检测方差分析;b波:F=6.028,p=0.030,重复检测方差分析)。同理,球旁注射D4受体拮抗剂L745870 2w后,ERG高浓度组对比溶剂组,明适应时,a、b波振幅有降低的趋势。 2. 正常屈光发育豚鼠组,球旁注射D4受体激动剂PD168077分别在实验前0w (屈光度:溶剂组vs.低剂量组vs.高剂量组:0.48±1.18Dvs.0.50±1.08D vs.0.52 ±0.64D)、实验2w(屈光度:溶剂组vs.低剂量vs.高剂量: 0.34±1.32D vs.0.47 ± 1.52D vs. 0.50 ± 0.77D )、实验 4w (屈光度: 溶剂组 vs. 低剂量 vs. 高剂量:0.00±1.04D vs.-0.16±1.28 vs. 0.11±0.78D)均进行屈光度检测,发现各组间无统计学差异(F=0.043,p=0.958,重复检测方差分析)。相应的玻璃体腔深度和眼轴长度各组间也没有明显变化(玻璃体腔深度:F=2.691,p=0.082,重复检测方差分析;眼轴长度:F=0.781,p=0.466,重复检测方差分析)。 同样,对正常屈光发育豚鼠组,球旁注射D4受体拮抗剂L745870,在实验前0w、实验2w、实验4w三个时间点检测屈光度,发现无统计学差异(F=0.941,p=4.000,重复检测方差分析)。同时玻璃体腔深度和眼轴长度亦无明显变化,其中玻璃体腔深度:(F=0.925,p=0.406,重复检测方差分析);眼轴长度:(F=0.363,p=0.698,重复检测方差分析)。 3.在形觉剥夺豚鼠组,球旁注射激动剂PD168077 2w后,高浓度组对比溶剂组,暗适应下,b波振幅增加,且有统计学差异(F=4.613,p=0.047,重复检测方差分析);明适应时,a波振幅有增加趋势,b波变化不明显;同样注射拮抗剂L745870 2w后,高浓度组对比溶剂组,明适应下,a、b波振幅有降低趋势,但无统计学差异。 4. 形觉剥夺豚鼠组,球旁注射激动剂PD168077在实验前0w(屈光度:溶剂组vs.低剂量组vs.高剂量组: 0.48±1.18Dvs.0.39±0.87Dvs.0.55±1.00D)、实验2w(屈光度:溶剂组vs.低剂量组vs.高剂量组:-3.34±2.33D vs.-3.10±2.24Dvs.-3.12±1.91D)、实验4w(屈光度:溶剂组vs.低剂量组vs.高剂量:-5.15±2.13D vs.-5.64±2.02 vs.-4.97±2.31D)进行屈光度的检测,发现各组之间无统计学差异(F=0.090, p=0.914,重复检测方差分析)。相应的玻璃体腔深度和眼轴长度各组间也无明显变化(玻璃体腔深度:F=0.454,p=0.638,重复检测方差分析;眼轴长度:F=1.036, p=0.363,重复检测方差分析)。 同理,形觉剥夺豚鼠组,球旁注射D4受体拮抗剂L745870后,在实验前0w、实验2w、实验4w三个时间点检测屈光度,发现高浓度药物有抑制近视作用(F=4.158, p=0.022,重复检测方差分析)。但是玻璃体腔深度和眼轴长度在各时间点进行统计学分析,变化不明显。其中玻璃体腔深度:(F=0.414,p=0.663,重复检测方差分析);眼轴长度:(F=0.719,p=0.698,重复检测方差分析)。 结论: 1. 球旁注射 D4 受体激动剂或拮抗剂 4 周后,多巴胺下游靶蛋白(p-CREB、CREB)无明显变化;此外激动剂PD168077对靶蛋白p-ERK有增加作用,拮抗剂L745870对其有降低作用。明适应下,D4受体激动剂能增加a、b波振幅;同理,拮抗剂对a、b波振幅有降低趋势。 2. D4受体激动剂或拮抗剂作用于豚鼠视网膜后,基本不影响正常及形觉剥夺豚鼠屈光状态及眼球生长,提示D4受体可能不参与豚鼠屈光发育和近视形成。