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目的:视野缺损是青光眼的常见症状,主要与视网膜神经节细胞(Retinal GanglionCell,RGC)损伤有关,由眼内压(Intraocular Pressure,IOP)升高引发的应激反应是造成青光眼RGC损伤的重要因素。在有创青光眼模型中,大鼠视网膜神经节细胞c-Jun被激活,磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phosphorylated c-JunN-terminal kinase,p-JNK)表达增多。JNK是MAPK家族成员,在受体介导和线粒体介导两个细胞凋亡通路中都起重要的作用。SP600125是JNK抑制剂。为了探讨IOP升高是否诱发RGC的凋亡,以及JNK是否参与了该凋亡过程,本课题采用滑轮-缝线系统造成IOP升高并持续6 hr的方法制备青光眼模型,观察该模型RGC凋亡情况,应用JNK抑制剂SP600125观察该模型引起细胞凋亡的信号通路。
方法:健康雄性Wistar大鼠(200 g～250 g),自由饮水进食,随机分为正常眼压组、高IOP组、高IOP+Vehicle组、高IOP+SP600125组、正常眼压+SP600125组。用滑轮.缝线系统制备IOP升高大鼠模型。眼球施压结束后立即向玻璃体腔注射SP600125(40μmol／L,5μl)或等容积溶剂。动物饲养0.5 hr～4 d后断头处死,取出眼球剥离视网膜,用TUNEL法原位检测视网膜上的凋亡细胞,用免疫组织化学法检测p-JNK和cleaved caspase-3阳性细胞数,用Western blot技术分析c-Jun和procaspase-3蛋白表达变化。
数据用均数±标准误表示(mean±SEM),用SigmaStat3.5(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)软件中one-way ANOVA或t-test进行数据分析,以P<0.05作为显著性差异界值。
结果:
1.大鼠正常IOP为10.49±0.16 mmHg。采用滑轮一缝线系统压迫角巩膜缘后2mm处,施加15 g砝码后IOP迅速升高,在第15 min达最高值(54 mmHg±1.25mmHg,n=17),第30 min降至42.4 mmHg±0.86 mmHg(n=17),此后一直保持在42 mmHg～49 mmHg水平直到压迫解除。
2.正常眼压组眼球的视网膜几乎没有TUNEL染色阳性细胞。眼球施压结束后12 hr,TUNEL染色阳性细胞数明显增多,且绝大多数阳性细胞位于视网膜神经节细胞层。SP600125处理对正常眼压组视网膜细胞凋亡无明显作用,但部分逆转IOP升高所致的细胞凋亡。相同剂量的溶剂(0.1％DMSO)对IOP升高所致的细胞凋亡无明显影响。
3.眼球施压结束后6 hr可见p-JNK阳性细胞数明显增多,且主要位于视网膜神经节细胞层,而正常眼压组眼球的视网膜上很少有p-JNK阳性细胞。SP600125对正常眼压组视网膜细胞p-JNK表达无明显作用,但部分逆转IOP升高所致的p-JNK高表达。相同剂量的溶剂对照(0.1％DMSO)对IOP升高所致的p-JNK高表达无明显影响。
4.眼球施压结束后0.5 hr～12 hr视网膜c-Jun蛋白表达明显增加,SP600125可以逆转IOP升高引起的c-Jun蛋白表达增加。
5.眼球施压结束后视网膜procaspase-3表达明显减少,而cleaved caspase-3表达明显增高,SP600125可部分逆转IOP升高所致的procaspase-3和cleavedcaspase-3表达的变化。相同剂量的溶剂对照(0.1％DMSO)对此无明显影响。
结论:
1.IOP升高(45 mmHg)持续6 hr引起大鼠视网膜细胞凋亡,凋亡细胞主要局限于视网膜神经节细胞层,即这种模型可以模拟青光眼病人视网膜的病变过程。
2.玻璃体腔注射SP600125可以通过减弱p-JNK、c-Jun的高表达和下游凋亡执行蛋白caspase-3的激活来减少细胞凋亡,因此SP600125及其相关产品有可能成为治疗青光眼的药物。