实验研究
人脐带间充质干细胞对DR大鼠视网膜神经节细胞凋亡的影响及对p38MAPK通路的调控作用
中华实验眼科杂志, 2022,40(1) : 21-28. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20200804-00559
摘要
目的

探讨人脐带间充质干细胞(hUC-MSC)对糖尿病视网膜病变(DR)模型大鼠视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡的影响及对p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)通路的调节作用。

方法

取SPF级8周龄SD雄性大鼠45只,采用链脲佐菌素(STZ)腹腔注射联合高糖高脂饮食建立DR大鼠模型,期间每周测量大鼠空腹血糖(FBG)和体质量,采用眼底血管造影观察视网膜血管走行和渗漏情况。将40只建模成功大鼠按照随机数字表法随机分为模型组和hUC-MSC注射组,每组20只;另选取20只正常大鼠腹腔注射等量柠檬酸缓冲液并常规饲养,作为对照组。hUC-MSC注射组玻璃体内注射hUC-MSC,对照组和模型组玻璃体内注射等量磷酸盐缓冲液(PBS)。采用荧光金(FG)逆行示踪标记RGCs观察存活RGCs数目;采用苏木精-伊红染色观察视网膜病理学变化;采用TUNEL法观察RGCs凋亡情况;采用Western blot法检测视网膜组织中B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、p38MAPK和磷酸化p38MAPK(p-p38MAPK)蛋白表达量。

结果

未造模大鼠FBG维持在正常水平,体质量随时间逐步增长,视网膜血管走行正常,无荧光素渗漏;造模大鼠FBG维持在较高水平,体质量增长缓慢,且于造模2周开始随着病程延长,体质量逐渐下降,视网膜远端血管发生扭曲,可见毛细血管荧光素渗漏,渗漏面积较大。对照组、模型组和hUC-MSC注射组RGCs密度分别为(2 136.10±215.17)、(849.40±167.82)和(1 549.20±183.26)个/mm2,总体比较差异有统计学意义(F=115.218,P<0.01);模型组和hUC-MSC注射组RGCs密度明显低于对照组,hUC-MSC注射组RGCs密度明显高于模型组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。对照组视网膜结构清晰,层次分明,RGCs形态完整,数目较多;模型组RGCs数量明显减少,出现核固缩,RGC层变薄萎缩;hUC-MSC注射组视网膜结构较完整,RGCs数较模型组多。对照组、模型组和hUC-MSC注射组RGCs凋亡率分别为(2.16±1.11)%、(43.47±2.26)%和(20.75±2.18)%,总体比较差异有统计学意义(F=445.159,P<0.01);模型组和hUC-MSC注射组RGCs凋亡率明显高于对照组,hUC-MSC注射组RGCs凋亡率低于模型组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。对照组、模型组和hUC-MSC注射组视网膜组织Bax、Bcl-2和p-p38MAPK蛋白相对表达量总体比较差异均有统计学意义(F=30.982、12.526、73.158,均P<0.01);模型组和hUC-MSC注射组Bax和p-p38MAPK蛋白相对表达量明显高于对照组,Bcl-2蛋白相对表达量明显低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05);hUC-MSC注射组Bax、p-p38MAPK蛋白相对表达量明显低于模型组,Bcl-2蛋白相对表达量明显高于模型组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。各组p38MAPK蛋白相对表达量总体比较,差异无统计学意义(F=1.182,P=0.322)。

结论

hUC-MSC玻璃体内注射可抑制DR模型大鼠RGCs凋亡,保护视网膜结构,其可能是通过抑制p38MAPK信号通路发挥抗细胞凋亡作用。

引用本文: 刘曦, 孙晓萍, 杨建伟, 等.  人脐带间充质干细胞对DR大鼠视网膜神经节细胞凋亡的影响及对p38MAPK通路的调控作用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2022, 40(1) : 21-28. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20200804-00559.
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视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)是视网膜最早分化的神经细胞,具有转导和加工视觉信号的功能。长期慢性高血糖可引起RGCs凋亡和功能障碍,导致视网膜形态和功能发生异常,进而造成糖尿病患者视力丧失[1]。现有的临床治疗方法存在固有的局限性,难以完全治愈糖尿病视网膜病变(diabetic retinopahy,DR)。寻找更安全有效的治疗方法是目前DR研究关注的热点。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有自我更新能力和多项分化潜能的干细胞,为神经再生提供有利条件,促进神经细胞再生和功能恢复[2]。人脐带间充质干细胞(human umbilical cord derived mesenchymal stem cells,hUC-MSC)是从人脐带获取的一类MSCs,来源广泛、取材方便、免疫原性低,可修复多种原因引起的器官损伤,其在心肌梗死、卵巢早衰等多种疾病的治疗中被广泛应用[3,4]。已有研究证实,通过移植hUC-MSC对视网膜和视神经损伤具有一定修复作用[5]。但hUC-MSC对RGCs凋亡作用机制的研究尚缺乏。本研究拟观察hUC-MSC玻璃体内注射对DR模型大鼠RGCs凋亡的作用,并探讨其可能的作用机制。

 
 
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