紫杉醇抑制原代培养人视网膜色素上皮细胞增殖的实验研究

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增生性玻璃体视网膜病变( proliferative vitreoretinopathy , PVR)是孔源性视网膜脱离和外伤后由于玻璃体及视网膜表面的细胞增殖和收缩,造成牵引性视网膜脱离的病变,也是导致视网膜脱离手术失败的主要原因。是一种严重的致盲眼病。大量研究表明视网膜色素上皮(RPE)细胞是PVR膜中的主要细胞来源,PVR的研究和防治也多围绕探讨RPE细胞的异常行为和抑制RPE及其他相关细胞的增生来达到治疗目的。 紫杉醇是最早从美国西部紫杉中分离得到的一种有独特抗癌活性的天然药物,通过稳定微管、抑制有丝分裂,从而有效的控制细胞的收缩、增殖和移行、促进细胞凋亡。临床上紫杉醇作为化疗药物已经开始应用于乳腺癌、肺癌、胃癌等并具有良好效果,副作用较少,但在眼科领域的应用还处探索阶段。本文将体外培养的人RPE(hRPE)细胞作为靶细胞,对紫衫醇的生物活性进行了探讨研究,以期为PVR的防治提供新的药物途径。实验中首先分离hRPE细胞并于体外培养,成功建立hRPE细胞系。免疫荧光素法角蛋白染色见细胞胞浆呈棕黄色,证明所培养细胞为RPE细胞。每日相差显微镜下观察:典型hRPE细胞胞浆内富含黑色素颗粒并随传代次数增加色素逐渐减少至完全透明。将细胞分为对照组和终浓度分别为0.005、0.05、0.5、5 mg/l的紫衫醇组,镜下可见随紫杉醇药物浓度增加,细胞数目逐渐减少。对照组和0.005、0.05、0.5 mg/l用药组细胞贴壁伸展呈梭形或多边形,HE染可见胞浆丰富,<WP=34>核淡染,胞浆内可见少量色素颗粒。电镜下观察对照组hRPE细胞内含黑色素颗粒和丰富的细胞器,细胞表面微绒毛丰富,表明体外培养的hRPE细胞具有正常成人RPE细胞的结构,且分化增殖旺盛。0.5 mg/l药物作用组则可见细胞表面微绒毛减少、细胞器减少、核染色质边聚等。而5 mg/l紫衫醇组可见部分细胞拉长、崩解或浮起,电镜下出现细胞胞膜破裂、核空化、细胞器空化等细胞坏死表现。表明在5 mg/l紫衫醇组细胞毒性增大,细胞受损严重。利用细胞计数方法计算细胞分裂时间(DOT)观察细胞增殖旺盛程度,绘制生长曲线比较对照组和用药组的细胞生长状态,可见对照组细胞增殖旺盛,各项生长指标均高于用药组。利用台盼兰染色进行细胞活力测定,计数结果见除5mg/l紫衫醇作用组为84.6%外,其余各组细胞活力均大于90%。MTT比色法观察细胞生长基本规律,对照组和各浓度紫杉醇实验组在酶联免疫仪波长为492nm下分别测定吸光值(OD值)并计算抑制率,24h为20%、29%、41%、48%,72h抑制率为27%,34%,45%,和58%。流式细胞仪分析培养hRPE细胞的生长周期,结果提示体外培养hRPE细胞保持正常的增殖能力; 0.5 mg/l组可见细胞被抑制在G2/M期,并出现明显的凋亡峰。统计学结果显示,紫杉醇在0.005~5 mg/l范围内对体外培养的hRPE细胞生长有明显的抑制作用, 24小时和72小时的ID50分别为5.24和3.24 mg/l,说明紫杉醇对hRPE细胞有抑制作用并呈时间剂量效应关系。且当紫杉醇在0.5 mg/l时细胞抑制率约50%,未引起明显的细胞形态学变化,超微显微镜下可见早期细胞凋亡征象。5 mg/l组24h抑制率与0.5 mg/l组无显著性差异,72h时抑制率增加有显著性差异,但细胞毒性增加<WP=35>并可导致细胞坏死。根据紫杉醇的已经明确的作用机理,其对hRPE细胞的增殖抑制作用可能通过以下机制实现的:一、抑制有丝分裂:微管动力学稳定机制。紫杉醇促进微管的装配,使细胞出现成束的微管和由微管产生的结构的畸变,使得微管参与的许多细胞功能失常,如纺锤体形成及运动、形态的维持、能动力、信号传递及细胞内的运输等。紫杉醇同时也促进微管蛋白聚合,破坏微管蛋白与α及β蛋白亚单位组成的微管蛋白异二聚体保持着的动态平衡,导致细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝,抑制了细胞分裂和增殖,使细胞停止在G2期和M期,直至死亡。另外,紫杉醇抑制有丝分裂所必需的微管网的正常动态再生,会防止正常的有丝分裂纺锤体的形成,导致染色体断裂并抑制细胞复制和移行。二、诱导细胞凋亡。许多研究者发现紫杉醇能够诱导多种癌细胞的凋亡,而且大量研究表明紫杉醇对微管系统的作用及对G2/ M 期的阻滞并不是诱导细胞凋亡的唯一机制,可能有许多其他的信号传导通路参与诱导细胞凋亡。另外,紫杉醇还可抑制肿瘤细胞迁移,对在体内通过抑制RPE细胞的迁移和扩散而阻止和减少PVR的发生也有重要的意义。但紫杉醇引起RPE细胞凋亡的具体证据,还有待于进一步的相关实验论证。本研究探讨了紫杉醇对体外培养的hRPE细胞的增殖抑制作用,国内尚未有相关研究报道。为进一步动物及临床实验打下基础和临床治疗PVR提供新的治疗方案。虽然对于PVR的的药物治疗已经进行了大量的基础和临床实验,但由于药物本身存在的局限性如眼内毒性、剂型剂量、联合应用等问题限制了其在临床的广泛应用,所以仍需要我们继续进行<WP=36>更深更广的研究来加以解决。
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