郝雪蓮,亢澤峰,陳水齡,劉健
年齡相關(guān)性黃斑變性 (age-related macular degeneration,AMD),以中心性視力下降、中心暗影和視物變形為主要癥狀[1]。本病臨床上分為非新生血管型(即非滲出性或干性)以及新生血管型(即滲出性或濕性)。晚期多為嚴(yán)重型AMD,即黃斑中心區(qū)及中心凹地圖樣萎縮,或者有脈絡(luò)膜新生血管形成。其從脈絡(luò)膜向視網(wǎng)膜生長(zhǎng),可以突破Bruch’s膜,并在視網(wǎng)膜色素上皮和(或)視網(wǎng)膜下增殖[2]。由于新生血管的高滲透性易引起黃斑區(qū)反復(fù)出血、滲出,進(jìn)而引起瘢痕機(jī)化導(dǎo)致患者喪失中心視力甚至致盲。缺氧是誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF)高表達(dá)的重要刺激因素,缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路是脈絡(luò)膜新生血管 (choroidal neovascularization,CNV) 形成過(guò)程中的重要通路之一,是調(diào)控VEGF高表達(dá)的主要信號(hào)通路。本病可歸屬于中醫(yī)“視直如曲”“視瞻昏渺”“視瞻有色”等病的范疇[2]。中醫(yī)治療采用活血化瘀方法比較常見(jiàn),其中常用有丹參、紅花、三七等[3]。丹參針劑有丹參酮IIA磺酸鈉注射液,其主要成分為丹參酮IIA。本研究通過(guò)半導(dǎo)體激光532 nm倍頻Ng:YAG激光誘導(dǎo)Brown Norway(BN)大鼠眼底CNV動(dòng)物模型,觀察了中藥單體丹參酮IIA對(duì)BN大鼠視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜新生血管HIF-1α 和VEGF表達(dá)的影響。
1.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物7~8周齡雄性BN大鼠60只,SPF級(jí),體重在180~200 g(購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司)。動(dòng)物許可證號(hào):SCXK (京)2018-0006。
1.1.2主要儀器 半導(dǎo)體激光532 nm倍頻Ng:YAG激光(法國(guó)Quantel Medical公司),共焦激光眼底血管造影儀(德國(guó)海德堡),BIO-RAD全自動(dòng)熒光定量PCR儀(CFX96)。
1.1.3主要試劑和藥物10%水合氯醛溶液(國(guó)藥集團(tuán)),熒光素鈉注射液 (美國(guó)Alcon),TRIzol(CWBIO),PCR試劑盒(Vazyme),丹參酮IIA磺酸鈉注射液(上海第一生化藥業(yè)),雷珠單抗眼用注射液(美國(guó)諾華制藥)。
1.2.1分組 將60只BN大鼠隨機(jī)分為6組,每組分10只。A組,常規(guī)飼養(yǎng);B組,0.9%生理鹽水8 ml腹腔內(nèi)注射;C組,右眼眼內(nèi)注射雷珠單抗眼用注射液(5μl)1次;D組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(10 mg/kg);E組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(20 mg/kg);F組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(40 mg/kg)[5]。
1.2.2造模方法 除A組外,其他組稱重全麻后剪掉胡須,復(fù)方托吡卡胺滴眼液1滴充分散大瞳孔,滴3次,鹽酸丙美卡因滴眼液、玻璃酸鈉滴眼液1滴后,固定好大鼠,鼠眼抵觸角膜并放置大?。?.8 cm×1.8 cm,厚度:0.15 mm蓋玻片觀察大鼠眼底,啟動(dòng)532 nm半導(dǎo)體激光于眼后極部距離視盤(pán)2~3 PD處光凝8~10個(gè)點(diǎn),光斑直徑50 μm,曝光時(shí)間0.05 s,功率300 mW[4]。
1.2.3給藥方法A組,不給藥;B組,腹腔注射8ml生理鹽水;C組,腹腔麻醉BN大鼠,在右眼角鞏膜后1~2 mm之間垂直進(jìn)針,有落空感后立刻改變進(jìn)針?lè)较蚱叫杏谘圯S進(jìn)針2~3 mm,微量注樣器注入5 μl雷珠單抗;D-F組,用丹參酮IIA磺酸鈉注射液(10 mg/2 ml) 和滅菌注射用水分別配制低劑量(1.25 mg/ml)、中劑量(2.5 mg/ml)和高劑量(5 mg/ml)的丹參酮IIA磺酸鈉溶液。(大鼠腹腔注射給藥容積:5~10 ml/kg)按照大鼠體重取配置好的丹參酮溶液,給予D組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(10 mg/kg);E組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(20 mg/kg);F組,腹腔注射丹參酮IIA磺酸鈉注射液(40 mg/kg),總劑量控制在0.6~0.8 ml。
1.2.4取材麻醉BN大鼠,快速取眼球。取3 cm×3 cm無(wú)菌塑料薄膜鋪在無(wú)菌鹽水紗布上。在紗布上快速移除眼前節(jié)后夾到無(wú)菌塑料薄膜上,剪開(kāi)成四瓣,隧道刀刮下Bruch’s膜-視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜復(fù)合體,棄鞏膜。卷起無(wú)菌塑料膜使復(fù)合體滑入1.5 ml無(wú)Nase酶EP管中,加Trizol液1 ml,置便捷式液氮罐中,收齊樣品后轉(zhuǎn)入-80℃超低溫冰箱備用。
各組隨機(jī)選取6只,分別于造模后第7 d、14 d和21 d時(shí)稱重、剪掉胡須,腹腔注射10%水合氯醛溶液(300 mg/kg)麻醉、配置10%熒光素鈉注射液(120 mg/kg)和1.25%吲哚菁綠注射液(36 mg/kg)混合后按體重尾靜脈注射上述混合液,行早期和晚期熒光素眼底血管造影(FFA)和吲哚青綠血管造影觀察(ICGA)。使用Image-Pro Plus 6.2軟件測(cè)量熒光照片平均光密度值。
實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR):按照Trizol說(shuō)明書(shū)提取總RNA,所用引物序列(表1)。檢測(cè)提取濃度高進(jìn)行cDNA合成。qPCR設(shè)置反應(yīng)條件:95℃×3 min→95℃×15 s→58℃×30 s,39個(gè)循環(huán),進(jìn)行目的基因擴(kuò)增,擴(kuò)增完畢后開(kāi)始分析結(jié)果,以GAPDH為內(nèi)參照基因,比較對(duì)照組,得到目的基因表達(dá)的相對(duì)定量值,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
采用SPSS20.0系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。計(jì)量資料用均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,多組比較采用單因素方差分析,各組間兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用百分率表示,組間采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
各組造模后7 d時(shí)FFA和ICGA表現(xiàn)(圖1)。造影早期可見(jiàn)點(diǎn)狀高熒光。造影中晚期見(jiàn)花環(huán)狀熒光滲漏。相應(yīng)的ICGA晚期圖片可見(jiàn)熒光充盈,光斑周邊強(qiáng)熒光,中心呈現(xiàn)弱熒光。
圖1 各組FFA和ICGA圖。1A A組FFA圖;1B A組ICGA圖;1C B組晚期FFA圖,箭頭表示花環(huán)狀熒光滲漏;1D B組晚期ICGA圖,箭頭表示熒光充盈,周邊呈強(qiáng)熒光,中心呈弱熒光;1E C組FFA圖熒光滲漏不明顯;1F C組ICGA圖,周邊熒光強(qiáng),中心弱;1G D組FFA圖,箭頭表示造影晚期花環(huán)狀熒光滲漏;1H D組ICGA圖,箭頭表示強(qiáng)熒光滲漏點(diǎn);1I E組早期點(diǎn)狀FFA圖;1J E組早期點(diǎn)狀熒光滲漏ICGA圖;1K E組晚期網(wǎng)狀FFA熒光滲漏;1L E組晚期網(wǎng)狀I(lǐng)CGA熒光滲漏。FFA:眼底血管熒光造影;ICGA:吲哚菁綠脈絡(luò)膜造影
大鼠激光光凝后不同時(shí)間點(diǎn)各組CNV形成率如下:7 d、14 d、21 d分別為68.7%、77.3%、75.2%,7 d時(shí)CNV形成率增高,14 d時(shí)CNV形成率達(dá)高峰值,21d趨向穩(wěn)定。7 d時(shí)各組間CNV形成率比較(χ2=4.524,P=0.340);14 d時(shí)各組間CNV形成率比較(χ2=2.814,P=0.589);21 d時(shí)各組間CNV形成率比較(χ2=1.894,P=0.755);7d、14d、21d比較(χ2=3.149,P=0.207);7 d和14 d比較 (χ2=2.858,P=0.09);7 d和21 d比較(χ2=1.564,P=0.211);14 d和21 d比較(χ2=0.194,P=0.659),差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。
表2 激光光凝后不同時(shí)間點(diǎn)各組CNV發(fā)生率的變化
熒光滲漏平均光密度值比較:3個(gè)時(shí)間點(diǎn)各組間熒光滲漏平均光密度值比較,(F7d=33.697、F14d=47.894、F21d=59.382,均P=0.000);7 d時(shí),模型組與雷珠單抗組(t=15.100,P=0.000)、丹參酮低劑量組(t=2.956,P=0.025)、中劑量組(t=2.760,P=0.033),與高劑量組(t=1.579,P=0.165),均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雷珠單抗組與丹參酮低劑量組(t=5.170,P=0.002)、中劑量組(t=7.793,P=0.000)、高劑量組(t=11.390,P=0.000)比較,均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;丹參酮3個(gè)劑量組兩兩比較,均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),14 d、21 d各組激光斑熒光滲漏趨勢(shì)同7 d組(表3)。
表3 各組FFA熒光滲漏AOD值比較(±s)
表3 各組FFA熒光滲漏AOD值比較(±s)
注:B組模型組;C組雷珠單抗組;D組丹參酮低劑量組;E組丹參酮中劑量組;F組丹參酮高劑量組。# 同一時(shí)間點(diǎn)多組比較,P<0.05;*與模型組(B組)比較,P<0.05;△與雷珠單抗組(C組)比較,P<0.05
對(duì)照組目的基因與內(nèi)參GAPDH相對(duì)表達(dá)量進(jìn)行校正,得到對(duì)照組目的基因mRNA相對(duì)表達(dá)量1時(shí),得到模型組與各治療組目的基因mRNA相對(duì)表達(dá)量。
VEGF mRNA:3個(gè)時(shí)間點(diǎn)各組間VEGF mRNA因子相對(duì)表達(dá)量比較(F7d=40.775、F14d=17.223、F21d=20.591,均P=0.000);其中21 d時(shí),模型組與雷珠單抗組(t=10.940,P=0.000)、丹參酮低劑量組(t=6.525,t=0.003)比較,均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;雷珠單抗組與丹參酮低劑量組(t=4.883,P=0.008)比較,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;丹參酮低劑量組與中劑量組、高劑量組與中劑量組、高劑量組與低劑量組比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)(表4)。
HIF-1α mRNA:3個(gè)時(shí)間點(diǎn)各組間HIF-1α mRNA因子相對(duì)表達(dá)量比較(F7d=19.544,F(xiàn)14d=221.593、F21d=67.754,均P=0.000);7 d、14 d、21 d時(shí)各組間HIF-1α mRNA相對(duì)表達(dá)量趨勢(shì)相似,與上述VEGF mRNA相對(duì)表達(dá)量21 d時(shí)趨勢(shì)一致(表4)。
表4 RT-qPCR檢測(cè)VEGF、HIF-1α mRNA相對(duì)表達(dá)量
脈絡(luò)膜新生血管(CNV)是源自脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的增殖性血管,也是眼底新生血管的主要表現(xiàn)形式之一。CNV是多種缺血缺氧性眼底疾病的共同終末病理環(huán)節(jié),如年齡相關(guān)性黃斑變性、中心性滲出性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變(central exudative chorioretinopathy,CEC)、病理性近視(pathological myopia,PM)等,因其病理性血管管壁的高度通透性,極易導(dǎo)致局部出血和滲出產(chǎn)生,繼而引起組織機(jī)化和瘢痕形成,是目前嚴(yán)重影響老年和青年人群不可逆性視力嚴(yán)重?fù)p害及致盲的主要原因[6]。
目前,普遍認(rèn)為局部組織缺氧和炎癥反應(yīng)的發(fā)生是脈絡(luò)膜新生血管CNV形成的主要原因,其中缺氧環(huán)境是其形成的啟動(dòng)因素,低氧環(huán)境誘發(fā)的缺氧誘導(dǎo)因子-1 (hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)促發(fā)的相關(guān)信號(hào)通路[7]的級(jí)聯(lián)反應(yīng),是最終導(dǎo)致CNV形成的核心通路之一。HIF-1由HIF-1α 和HIF-1β 兩個(gè)亞基組成,HIF-1α 是功能亞基,調(diào)節(jié)HIF-1的活性及功能,而HIF-1β 可能與HIF-1的穩(wěn)定及其二聚體形成有關(guān)聯(lián)。常氧條件下,HIF-1α 發(fā)生羥基化,隨后被胞質(zhì)中的蛋白水解酶水解成為小分子片段,失去其生物學(xué)功能;然而缺氧環(huán)境中可以誘導(dǎo)HIF-1α 的表達(dá),過(guò)度表達(dá)的HIF-1α進(jìn)入細(xì)胞核與HIF-1β 結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄因子HIF-1,HIF-1與VEGF基因的5’ 端和3’ 端結(jié)合,誘導(dǎo)VEGF基因的表達(dá),促進(jìn)新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的大量增殖和遷移,促使新生血管形成[8]。近年研究顯示HIF-1α 介導(dǎo)的血管新生可能受其上游AKT途徑的調(diào)節(jié)[9],AKT在磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)條件下磷酸化,形成具有活性功能的AKT激酶,進(jìn)一步激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR),進(jìn)而刺激HIF-1α 的表達(dá),在調(diào)控VEGF表達(dá)、脈絡(luò)膜新生血管CNV形成的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。
VEGF是已知促進(jìn)CNV生成的最關(guān)鍵因子,VEGFs(VEGF家族及其受體)通過(guò)激活內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂與遷徙,誘導(dǎo)毛細(xì)血管形成來(lái)促進(jìn)新生血管的生成[10]。在缺氧等條件誘導(dǎo)HIF-1α 表達(dá)增加時(shí),其靶基因表達(dá)量也明顯增加[11-12]。
通過(guò)抑制VEGF在視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞中的新生血管生成作用來(lái)減輕濕性AMD癥狀的有效方法是玻璃體腔內(nèi)注射VEGF抗體。然而,由于注射的高成本和侵入性,這種治療并不總是負(fù)擔(dān)得起的。亢澤峰等應(yīng)用加減駐景方治療缺血性眼病進(jìn)行了大量體外研究[13-14]、體內(nèi)研究[15-17]、臨床觀察[18-19]和理論闡述[20],證明了加減駐景方對(duì)VEGF因子的抑制作用。加減駐景方臨床上用其治療缺血眼病取得了良好療效,能有效改善眼底病變,提高部分視功能。方中加減藥丹參有活血化瘀,增加血、氧供應(yīng)之功效。丹參主要成分為丹參酮IIA,丹參酮IIA能明顯抑制腫瘤新生血管生成,減少VEGF產(chǎn)生[21-23]。其機(jī)制可能是通過(guò)降低HIF-1和NF-κB信號(hào)通路活化而引起級(jí)聯(lián)反應(yīng)?;诖朔N假說(shuō)課題組擬以動(dòng)物模型為研究載體,從分子免疫、基因研究揭示中藥單體丹參酮IIA對(duì)CNV的作用機(jī)制,為臨床用藥提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),為優(yōu)化復(fù)方、新藥開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。
本實(shí)驗(yàn)選用氪激光光凝眼底誘導(dǎo)BN大鼠脈絡(luò)膜新生血管動(dòng)物模型作為研究對(duì)象,源于大鼠誘導(dǎo)的CNV發(fā)生率較高,大約為60%~70%,在光凝后短時(shí)間內(nèi)(1周內(nèi))即可發(fā)生,而且光凝斑的熒光滲漏在10~14 d達(dá)到高峰,便于進(jìn)行干預(yù)性研究;本次研究發(fā)現(xiàn)7 d、14 d、21 d各組大鼠激光光凝后CNV形成率分別為68.7%、77.3%、75.2%,表現(xiàn)出7 d CNV形成率明顯升高,14 d達(dá)到頂峰,21 d趨于平穩(wěn)。此方法誘導(dǎo)CNV技術(shù)比較成熟穩(wěn)定,且誘導(dǎo)CNV的條件可標(biāo)準(zhǔn)化,價(jià)格相對(duì)便宜,便于基因操作,可用于觀察單一基因過(guò)表達(dá)或高表達(dá)對(duì)CNV形成的影響[24]。
在各時(shí)間點(diǎn),雷珠單抗能有效的抑制VEGF和HIF-1α 蛋白表達(dá),且作用優(yōu)于中藥單體(丹參酮IIA)組。但是中藥單體組不同劑量在一定的程度上可抑制VEGF和HIF-1α 蛋白的表達(dá),從而抑制CNV動(dòng)物模型的CNV形成。但是抑制VEGF和HIF-1α程度不隨中藥單體劑量增加而降低。
綜上所述,中藥單體丹參酮IIA磺酸鈉注射液可有效抑制CNV動(dòng)物模型視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜中VEGF和HIF-1α 蛋白表達(dá),從而減少CNV,具有廉價(jià),副作用少,給藥方式安全,依從性高等優(yōu)點(diǎn)。