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糖尿病视网膜病变(diabeticretinopathy,DR)是糖尿病(diabetesmellitusDM)最为常见和严重的微血管并发症之一,也是成人盲的主要致盲性眼病之一。DR病理改变主要有毛细血管周细胞选择性凋亡、微血管基底膜增厚、内皮细胞增生、微动脉瘤形成、以及新生血管形成等一系列改变。目前具体的发生机理尚未完全明确,主要的因素包括高血糖状态、糖基化终末产物(AGEs)的堆积、多元醇-肌醇通路代谢异常、活性氧(ROS)损伤、甘油二脂-蛋白激酶C(PKC)系统的活化、血管内皮生长因子(VEGF)的作用、血流缓慢粘稠、无灌注区形成等。由于视网膜激光光凝和玻璃体手术只能挽救一部分的视网膜功能,如何利用药物防治DR的发生发展就显得非常重要。AGEs抑制剂、PKC抑制剂、VEGF抑制剂、改善微循环药物都是目前研究的热点,但大部分临床研究效果不明显。中医中药在视网膜血管性疾病的治疗上有着丰富的临床积累,对DR的防治有一定的效果。
复方血栓通胶囊是由三七、丹参、玄参、黄芪组成的纯中药制剂,有改善微循环、清除自由基、调节凝血状态、改善血液流变学状态等效果。临床观察认为该药能有效地防治糖尿病性视网膜病变,在增殖期糖尿病性视网膜病变手术治疗后也有辅助功能,但相关的实验研究尚未见诸报道。
本研究就复方血栓通对糖尿病大鼠视网膜病变的防治效果进行研究,具体如下:
目的:探讨复方血栓通对糖尿病大鼠视网膜病变的干预效果,并研究其剂量一疗效的关系。
方法:STZ(链脲佐菌素)诱导糖尿病大鼠成功后,取55只糖尿病大鼠随机分成5组,并取9只正常雄性Wistar大鼠设为正常对照组:
N组:正常大鼠组;DM组:糖尿病大鼠非治疗组;FXST-H组:糖尿病大鼠,接受复方血栓通高剂量1800mg/(kg·day)治疗;FXST-M组:糖尿病大鼠,接受复方血栓通中剂量900mg/(kg·day)治疗;FXST-L组:糖尿病大鼠,接受复方血栓通低剂量450mg/(kg·day)治疗;DB组:糖尿病大鼠,接受羟苯磺酸钙300mg/(kg·day)治疗。正常大鼠组n=9;其余各组动物数均为n=11。
实验进行到第20周的时候,进行如下处理:(1)视网膜消化铺片研究:每组取8只动物,麻醉后取其右眼球进行视网膜消化铺片,显微镜下观察微血管数目,计算周细胞/内皮细胞比值,测量毛细血管相对面积。
(2)石蜡切片HE染色及免疫组化检查VEGF表达:上述每组8只大鼠的左眼固定后常规石蜡切片,行HE染色观察常规病理改变,并做SABC法免疫组化检测VEGF表达情况,高倍镜下观察阳性表达情况并计数。
(3)透射电镜研究:每组取1只大鼠,麻醉后取其右眼视网膜行透射电镜检查,观察视网膜各层变化,比较各组视网膜超微结构改变。
(4)所有结果于SPSS统计软件下进行统计学分析。
结果:(1)消化铺片结果:N组:微血管疏松,毛细血管管径均匀一致,行走规则,可见极少数无细胞毛细血管,未见周细胞鬼影。微血管密度(19.0±3.3)/HPD(HPD,高倍视野直径),血管相对面积34.38±4.14%,P/E比值(周细胞/内皮细胞比值)0.3750±0.02915。
DM组:与N组比较,视网膜微血管网明显变密,血管迂曲,走行紊乱;管径大小不一,出现节段性膨大,部分管腔狭窄;可见较多无细胞毛细血管、周细胞鬼影等。微血管密度为(24.4±2.4)/HPD,血管相对面积43.76±2.27%,与N组比较明显增加;P/E比值为0.2802±0.02001,与N组比较有所下降。以上三个指标与N组对应指标相比差别具有统计学意义(P<0.05)。
FXST-H组:视网膜微血管网轻度密集,血管走行基本规则,管径相对一致,可见部分节段性膨大,无细胞毛细血管、周细胞鬼影等较DM组减少。与DM组相比,微血管密度(19.5±1.4)/HPD、血管相对面积34.88±3.14%有所下降,P/E比值0.3307±0.02949有所上升。三个指标与DM组对应指标相比差别具有统计学意义(P<0.05)。
FXST-M组:病变程度较DM组轻。与DM组相比,微血管密度(20.7±2.8)/HPD、血管相对面积38.98±1.96%有所下降,P/E比值0.3414±0.01686有所上升。三个指标与DM组对应指标相比差别具有统计学意义(P<0.05)。
FXST-L组:病变程度较DM组轻。与DM组相比,微血管密度(20.6±3.2)/HPD、血管相对面积39.81±3.58%有所下降,P/E为0.3283±0.01262有所上升。三个指标与DM组对应指标相比差别具有统计学意义(P<0.05)。
DB组:视网膜微血管改变较DM组明显减轻。微血管网相对疏松,血管走行相对规则,管径基本一致,可见部分节段性膨大,无细胞毛细血管、周细胞鬼影等较DM组减少。与DM组相比,微血管密度(20.3±2.6)/HPD、血管相对面积38.13±2.88%有所下降,P/E比值为0.3248±0.01942有所上升。三个指标与DM组对应指标相比差别具有统计学意义(P<0.05)。
(2)石蜡切片常规染色及免疫组化结果:N组:HE染色示视网膜各层次清晰,细胞排列紧密,未见明显异常。免疫组化示视网膜上少量VEGF阳性表达(5.5±1.0/HP)(HP,每高倍视野)。
DM组:HE染色示视网膜光感受器细胞层结构破坏明显,余各层结构细胞水肿、间隙增宽,部分细胞出现异染色。免疫组化示视网膜VEGF阳性表达数目显著增多(15.0±1.8/HP,P<0.001)。
FXST-H组:HE染色示视网膜各层病变较DM组明显减轻;免疫组化示视网膜VEGF阳性表达数目较DM组降低(7.7±3.9/HP,P<0.001)。
FXST-M组:HE染色示视网膜各层病变较DM组明显减轻;免疫组化示视网膜VEGF阳性表达数目较DM组降低(7.7±2.0/HP,P<0.001)。
FXST-L组:HE染色示视网膜各层病变较DM组明显减轻;免疫组化示视网膜VEGF阳性表达数目较DM组降低(7.2±1.0/HP,P<0.001)。
DB组:HE染色示视网膜各层病变较DM组明显减轻;免疫组化示视网膜VEGF阳性表达数目较DM组降低(6.3±0.9/HP,P<0.001)。
(3)透射电镜结果:N组:视网膜各层次细胞超微结构良好,外节膜盘排列整齐,外核层细胞间隙无增宽,细胞器无肿胀,毛细血管管腔无闭塞,基底膜无增厚,电子密度均匀。
DM组:视网膜超微结构出现明显的改变:视杆细胞外节膜盘紊乱,部分出现溶解、断裂;内节线粒体肿胀,出现空泡变,外核层细胞水肿,间隙增宽,线粒体肿胀;部分毛细血管基底膜增厚,部分管腔闭塞。
FXST-H、FXST-M、FXST-L组:该三组动物超微结构变化程度均较DM组显著减轻,视杆细胞排列较DM组整齐,内节线粒体肿胀不明显,外核层细胞形态良好,间隙正常。毛细血管管腔无闭塞,基底膜增厚不明显。
DB组:视杆细胞外节膜盘、外核层、毛细血管管腔、基底膜等改变均较DM组明显减轻,与FXST三个治疗组基本相似。
结论:1.20周糖尿病大鼠,其视网膜各层结构存在明显的水肿、细胞结构破坏现象;并有视网膜毛细血管迂曲,密度增高,管腔大小不一,周细胞/内皮细胞比值下降;同时可见VEGF过表达现象。
2.本研究中,复方血栓通能有效地改善糖尿病大鼠视网膜微血管改变,减轻视网膜各层结构水肿、坏死情况,改善超微结构改变,抑制VEGF过表达。
3.本研究中,复方血栓通三个剂量组效果大致相当,差异没有统计学意义。
4.复方血栓通对糖尿病大鼠视网膜病变的干预效果与羟苯磺酸钙相似。
5.有效地抑制VEGF过表达,可能是复方血栓通改善糖尿病大鼠的视网膜病变程度的途径之一。