中华实验眼科杂志
中華實驗眼科雜誌
중화실험안과잡지
CHINESE JOURNAL OF EXPERIMENTAL OPHTHALMOLOGY
2014年
3期
241-245
,共5页
姚静虹%罗莎莎%张玉杰%袁志兰
姚靜虹%囉莎莎%張玉傑%袁誌蘭
요정홍%라사사%장옥걸%원지란
水通道蛋白4%神经胶质细胞%胶质纤维酸性蛋白%慢性高眼压%青光眼
水通道蛋白4%神經膠質細胞%膠質纖維痠性蛋白%慢性高眼壓%青光眼
수통도단백4%신경효질세포%효질섬유산성단백%만성고안압%청광안
Aquaporin 4%Neural glial cell%Glial fibrillary acid protein%Chronic high intraocular pressure%Glaucoma
背景 本课题组先前的研究发现,神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)在慢性高眼压模型小鼠视网膜星形胶质细胞和Müller细胞中表达增加,这一改变与视网膜神经节细胞(RGCs)的改变及疾病的发生及发展密切相关.水通道蛋白4(AQP4)在视网膜主要存在于神经胶质细胞中,青光眼发病过程中AQP4与GFAP表达的关系尚不清楚. 目的 研究慢性高眼压状态下AQP4基因在慢性高眼压情况下是否能够调控视网膜神经胶质细胞中GFAP的表达,探讨AQP4基因在青光眼RGCs损害中的作用.方法 利用小鼠巩膜外静脉烧烙法(烧烙静脉3~4支)建立雄性小鼠AQP4基因敲除(AQP4-/-)小鼠及其同背景雄性野生型(WT)小鼠左眼慢性高眼压模型,均取右眼作为对照眼.选择造模成功的两种小鼠各30只,分别于术后1、3、7、14和28 d各取6只小鼠用Icare回弹式眼压计测量小鼠眼压,分别于相应时间点分离取小鼠视网膜,通过Western blot 法检测AQP4-/-小鼠及WT小鼠视网膜神经胶质细胞中GFAP水平的变化,用t检验、三因素方差分析及SNK-q检验分析实验数据.结果 造模后1、3、7、14和28 d,AQP4-/-小鼠实验眼眼压均明显高于对照眼,差异均有统计学意义(t=15.29、16.02、13.77、14.34、12.40,均P<0.05);上述各时间点WT小鼠实验眼眼压均明显高于对照眼,差异均有统计学意义(t=17.65、14.91、15.97、13.41、12.53,均P<0.05).正常情况下AQP4-/-小鼠与WT小鼠视网膜组织中均有GFAP表达,WT小鼠对照眼、实验眼造模后1、3、7、14和28 d,视网膜中GFAP的表达量(GFAP/β-actin)分别为1.00±0.00、1.99 ±0.29、4.05±0.69、4.47±0.48、3.21±0.35、3.25±0.53;AQP4-/-小鼠对照眼、实验眼术后1、3、7、14和28 d视网膜中GFAP相对表达量(GFAP/β-actin)分别为1.00±0.00、1.69±0.31、2.27±0.55、2.79±0.39、1.93±0.31和1.54±0.40;造模后不同时间点小鼠视网膜中GFAP表达量差异有统计学意义(F=9.54,P<0.05),WT小鼠随着造模后时间的延长,视网膜总GFAP的表达量逐渐升高,而AQP4-/-小鼠视网膜中总GFAP的相对表达量逐渐下降,差异均有统计学意义(P<0.05).正常情况下WT小鼠与AQP4-/-小鼠视网膜组织中GFAP/β-actin差异无统计学意义(P>0.05),WT小鼠术后3、7、14和28 d视网膜中GFAP的表达值均显著高于AQP4-/-小鼠,差异均有统计学意义(t=4.51、7.95、6.12、5.76,P<0.01). 结论 慢性高眼压状态下AQP4基因可以上调小鼠视网膜神经胶质细胞中GFAP的表达,从而引起视网膜神经胶质细胞的活化,导致RGCs的损害.AQP4可能成为治疗青光眼的新靶点.
揹景 本課題組先前的研究髮現,神經膠質纖維痠性蛋白(GFAP)在慢性高眼壓模型小鼠視網膜星形膠質細胞和Müller細胞中錶達增加,這一改變與視網膜神經節細胞(RGCs)的改變及疾病的髮生及髮展密切相關.水通道蛋白4(AQP4)在視網膜主要存在于神經膠質細胞中,青光眼髮病過程中AQP4與GFAP錶達的關繫尚不清楚. 目的 研究慢性高眼壓狀態下AQP4基因在慢性高眼壓情況下是否能夠調控視網膜神經膠質細胞中GFAP的錶達,探討AQP4基因在青光眼RGCs損害中的作用.方法 利用小鼠鞏膜外靜脈燒烙法(燒烙靜脈3~4支)建立雄性小鼠AQP4基因敲除(AQP4-/-)小鼠及其同揹景雄性野生型(WT)小鼠左眼慢性高眼壓模型,均取右眼作為對照眼.選擇造模成功的兩種小鼠各30隻,分彆于術後1、3、7、14和28 d各取6隻小鼠用Icare迴彈式眼壓計測量小鼠眼壓,分彆于相應時間點分離取小鼠視網膜,通過Western blot 法檢測AQP4-/-小鼠及WT小鼠視網膜神經膠質細胞中GFAP水平的變化,用t檢驗、三因素方差分析及SNK-q檢驗分析實驗數據.結果 造模後1、3、7、14和28 d,AQP4-/-小鼠實驗眼眼壓均明顯高于對照眼,差異均有統計學意義(t=15.29、16.02、13.77、14.34、12.40,均P<0.05);上述各時間點WT小鼠實驗眼眼壓均明顯高于對照眼,差異均有統計學意義(t=17.65、14.91、15.97、13.41、12.53,均P<0.05).正常情況下AQP4-/-小鼠與WT小鼠視網膜組織中均有GFAP錶達,WT小鼠對照眼、實驗眼造模後1、3、7、14和28 d,視網膜中GFAP的錶達量(GFAP/β-actin)分彆為1.00±0.00、1.99 ±0.29、4.05±0.69、4.47±0.48、3.21±0.35、3.25±0.53;AQP4-/-小鼠對照眼、實驗眼術後1、3、7、14和28 d視網膜中GFAP相對錶達量(GFAP/β-actin)分彆為1.00±0.00、1.69±0.31、2.27±0.55、2.79±0.39、1.93±0.31和1.54±0.40;造模後不同時間點小鼠視網膜中GFAP錶達量差異有統計學意義(F=9.54,P<0.05),WT小鼠隨著造模後時間的延長,視網膜總GFAP的錶達量逐漸升高,而AQP4-/-小鼠視網膜中總GFAP的相對錶達量逐漸下降,差異均有統計學意義(P<0.05).正常情況下WT小鼠與AQP4-/-小鼠視網膜組織中GFAP/β-actin差異無統計學意義(P>0.05),WT小鼠術後3、7、14和28 d視網膜中GFAP的錶達值均顯著高于AQP4-/-小鼠,差異均有統計學意義(t=4.51、7.95、6.12、5.76,P<0.01). 結論 慢性高眼壓狀態下AQP4基因可以上調小鼠視網膜神經膠質細胞中GFAP的錶達,從而引起視網膜神經膠質細胞的活化,導緻RGCs的損害.AQP4可能成為治療青光眼的新靶點.
배경 본과제조선전적연구발현,신경효질섬유산성단백(GFAP)재만성고안압모형소서시망막성형효질세포화Müller세포중표체증가,저일개변여시망막신경절세포(RGCs)적개변급질병적발생급발전밀절상관.수통도단백4(AQP4)재시망막주요존재우신경효질세포중,청광안발병과정중AQP4여GFAP표체적관계상불청초. 목적 연구만성고안압상태하AQP4기인재만성고안압정황하시부능구조공시망막신경효질세포중GFAP적표체,탐토AQP4기인재청광안RGCs손해중적작용.방법 이용소서공막외정맥소락법(소락정맥3~4지)건립웅성소서AQP4기인고제(AQP4-/-)소서급기동배경웅성야생형(WT)소서좌안만성고안압모형,균취우안작위대조안.선택조모성공적량충소서각30지,분별우술후1、3、7、14화28 d각취6지소서용Icare회탄식안압계측량소서안압,분별우상응시간점분리취소서시망막,통과Western blot 법검측AQP4-/-소서급WT소서시망막신경효질세포중GFAP수평적변화,용t검험、삼인소방차분석급SNK-q검험분석실험수거.결과 조모후1、3、7、14화28 d,AQP4-/-소서실험안안압균명현고우대조안,차이균유통계학의의(t=15.29、16.02、13.77、14.34、12.40,균P<0.05);상술각시간점WT소서실험안안압균명현고우대조안,차이균유통계학의의(t=17.65、14.91、15.97、13.41、12.53,균P<0.05).정상정황하AQP4-/-소서여WT소서시망막조직중균유GFAP표체,WT소서대조안、실험안조모후1、3、7、14화28 d,시망막중GFAP적표체량(GFAP/β-actin)분별위1.00±0.00、1.99 ±0.29、4.05±0.69、4.47±0.48、3.21±0.35、3.25±0.53;AQP4-/-소서대조안、실험안술후1、3、7、14화28 d시망막중GFAP상대표체량(GFAP/β-actin)분별위1.00±0.00、1.69±0.31、2.27±0.55、2.79±0.39、1.93±0.31화1.54±0.40;조모후불동시간점소서시망막중GFAP표체량차이유통계학의의(F=9.54,P<0.05),WT소서수착조모후시간적연장,시망막총GFAP적표체량축점승고,이AQP4-/-소서시망막중총GFAP적상대표체량축점하강,차이균유통계학의의(P<0.05).정상정황하WT소서여AQP4-/-소서시망막조직중GFAP/β-actin차이무통계학의의(P>0.05),WT소서술후3、7、14화28 d시망막중GFAP적표체치균현저고우AQP4-/-소서,차이균유통계학의의(t=4.51、7.95、6.12、5.76,P<0.01). 결론 만성고안압상태하AQP4기인가이상조소서시망막신경효질세포중GFAP적표체,종이인기시망막신경효질세포적활화,도치RGCs적손해.AQP4가능성위치료청광안적신파점.
Background Our previous study showed that the expression level of glial fibrillary acid protein (GFAP) increases in astrocytes and Müller cells of retina in chronic hypertensive eye,and this change was clarified to be associated with the damage process of the retinal ganglion cells (RGCs).Aquaporin 4 (AQP4) exists in neural glial cells,so we conjecture AQP4 plays a role in the regulating GFAP expression in glaucomatous eye.Objectives This study was to investigate whether AQP4 gene can regulate the expression of GFAP in retina and explore the effect of AQP4 on RGCs damage of glaucoma.Methods Chronic ocular hypertensive eye models were established by cauterizing the scleral venous in the left eyes of 30 male AQP4-/-mice and 30 male wild type (WT) mice with the same background,and the right eyes served as control eyes.The intraocular pressure (IOP) was measured with Icare rebound tonometer at 1 day,3,7,14 and 28 days respectively and the retinas were isolated from 6 of each types of mice at the corresponding time points.The expression of GFAP in the retina was detected by Western blot.The use and care of the experimental animals followed ARVO Statement.Results The IOP was significantly higher in the model eyes than that of the control eyes 1 day,3,7,14 and 28 days in both AQP-/-mice (t =15.29,16.02,13.77,14.34,12.40,all at P<0.05) and WT mice (t =17.65,14.91,15.97,13.41,12.53,all at P <0.05).GFAP was expressed in the control eyes both of the AQP4-/-mice and the WT mice.The expressing level of GFAP (GFAP/β-actin) in retinas was 1.00±0.00,1.99±0.29,4.05±0.69,4.47±0.48,3.21±0.35 and 3.25±0.53 in the control eyes and 1-,3-,7-,14-,28-day model eyes of WT mice; and those in the AQP4-/-mice were 1.00±0.00,1.69±0.31,2.27 ±0.55,2.79 ± 0.39,1.93 ± 0.31 and 1.54 ± 0.40,with a significant difference in the expressing level of GFAP in various time points (F =9.54,P<0.05).In addition,significant gradually elevation of GFAP expression were seen in the WT mice and gradually decline of GFAP expression was found in the AQP4-/-mice with the lapse of time (all at P<0.05).No significant difference was seen in the expression of GFAP in the control eyes between the WT mice and AQP4-/-mice (P>0.05).However,the expression level of GFAP in retina was significantly higher in the WT mice than that of A QP4-/-mice 3,7,14 and 28 days after operation (t =4.51,7.95,6.12,5.76,all at P<0.01).tonelusions In chronic high IOP mice,AQP4 gene plays an important role in retinal damage by upregulating the expression of GFAP in retina and promoting the activation of RGCs.AQP4 probably is a new target of treatment of glaucoma.