LASIK术后兔角膜瓣皱褶的组织结构、生理活性及其机制的研究

摘要

背景：
　　近年来屈光手术发展迅速，准分子激光原位角膜磨镶术（laser in situ keratomileusis, LASIK）因其痛苦轻、术后视力恢复快、视力的可预测性好等优点已经普遍用于临床，但是LASIK术后特有的角膜瓣相关的一系列并发症仍是目前LASIK运用的主要顾虑之一，其中角膜瓣的皱褶较为常见。
　　目前，关于角膜瓣皱褶的研究仅局限于分类、病因病机、处理和预防等临床方面，而针对角膜瓣皱褶的基础研究报导甚少。故运用组织病理学方法观察角膜瓣皱褶组织结构和形态学方面的改变，比较单纯 LASIK术后和 LASIK术后角膜瓣皱褶的愈合情况差异，从而为指导临床提供可靠的科学依据是非常必要的。
　　目的：
　　观察 LASIK术后角膜瓣皱褶与单纯 LASIK术后角膜的组织形态差异，分析 LASIK术后角膜瓣皱褶与单纯 LASIK术后角膜细胞酶活性和细胞因子的表达差异以及创伤愈合反应的不同，并且对兔子眼角膜的转录组测序数据进行分析，找出可能与角膜瓣皱褶相关的显著差异表达基因，为临床治疗角膜瓣皱褶提供理论依据。
　　方法：
　　新西兰白兔14只，分为7组，每组2只，其中一只全麻下右眼LASIK术后人为造成瓣皱褶作为试验组，另一只左眼行单纯LASIK术作为对照组。在术后1天、3天、1周、2周、1月、3月和6月时随机选取一组处死取角膜，行苏木素－伊红（HE）染色、过碘酸－雪夫氏（PAS）染色、Masson三重染色和免疫组织化学染色，做组织形态学观察。采用冰冻切片检测角膜上皮细胞的三磷酸腺苷酶（ Adenosine triphosphatase，ATP）、葡萄糖-6-磷酸酶（Glucose-6-phosphatase，G-6-P酶）活性的变化；并对角膜基质细胞进行凋亡情况检测及周边角膜上皮增殖细胞核抗原（Proliferating cell nuclear antigen，PCNA）免疫组织化学检测，探讨对照组与皱褶组的角膜细胞的生理活性及机制；检测角膜基质细胞数量以及白细胞介素1（ IL-1β）和转化生长因子（TGF-β2）的表达情况来分析LASIK术后角膜瓣皱褶对角膜基质细胞数目和早期角膜创伤愈合反应的影响。另外，对兔角膜转录组测序数据进行分析，筛选对照组与皱褶组之间的差异表达基因，并对差异表达基因的功能进行聚类，分析差异表达基因编码蛋白的相互作用关系。
　　结果：
　　对照组在术后早期光镜下见角膜瓣上上皮及瓣下胶原纤维排列较为规则，上皮基底膜有细小皱褶，至术后二周时皱褶平缓并逐渐消失，PAS及Masson染色未见明显阳性深染，免疫组织化学染色见术后1个月之内有三型胶原表达，以角膜瓣边缘上皮栓下尤为明显。
　　角膜瓣皱褶组在术后1天时上皮基底膜呈不规则波浪形改变，至一周时角膜瓣下层间交界面基质胶原纤维排列紊乱，角膜基质全层存在活化的角膜细胞，至术后2周时，上皮层数不等，在波峰处变薄为2-3层，波谷处可增厚至8-12层，还可见2∕3全角膜基质胶原纤维出现与角膜瓣上皱褶一致的波浪状走行，术后1-6个月时角膜上皮及基质部改变基本同前，角膜瓣下层间模糊不可分辨。PAS染色显示在各时间点角膜瓣下层间深染，Masson染色显示角膜瓣下层间呈棕色深染。免疫组织化学染色见术后1周至3个月时时角膜瓣下有三型胶原染色。
　　LASIK术后皱褶组的角膜上皮细胞 ATP酶、G-6-P酶活性和角膜上皮PCNA阳性细胞数与单纯LASIK术对照组的差异无统计学意义；LASIK术后5天和7天时，皱褶组的角膜基质细胞凋亡数量明显比对照组的多；在LASIK术后的一周内，对照组的角膜基质细胞数目比皱褶组的多，并且在术后5天和7天时，皱褶组角膜基质细胞中的IL-1β表达明显比对照组的高，差异具有统计学意义；在LASIK术后1天、3天、5天和7天时，皱褶组和对照组角膜上皮细胞中的TGF-β2表达差异均无统计学意义。
　　此外，LASIK皱褶模型组与对照组的显著差异表达基因有210个，其中98个上调，112个下调；功能聚类显示，差异表达基因主要与一些分子结合功能、催化活性功能以及细胞生物学功能相关；通过 PPI网络及模块分析，下调基因（如ITGA2）和上调基因（如EGFLAM、COL1A2和COL1A1）可能与LASIK术后瓣皱褶的发生有密切关系。
　　结论：
　　LASIK术后角膜瓣皱褶的形态变化使角膜细胞凋亡情况更严重，干扰了角膜上皮及深部基质的重塑过程，使得上皮及基质形态均随皱褶发生相应改变，在一定程度上影响了角膜创口的愈合过程，并且还影响了角膜中一些基因的表达水平。

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前言

第一部分LASIK术后皱褶组与单纯LASIK术对照组角膜组织病理学研究

1 材料与方法

2 试验结果

3 讨论

4 小结

第二部分LASIK术后上皮瓣细胞形态结构、生理活性及机制研究

1材料与方法

2结果

3讨论

4小结

第三部分 LASIK术后皱褶对早期角膜修复反应的影响

1材料与方法

2结果

3讨论

4小结

第四部分LASIK术后兔角膜转录组测序数据分析

1数据和方法

2分析结果

3 讨论

4 小结

第五部分 讨论与结论

一、单纯LASIK术角膜瓣与瓣皱褶的组织学区别

二、瓣皱褶的演变过程

三、皱褶的类型及临床处理的指导意义

参考文献

文献综述

综述一:准分子激光原位角膜磨镶术后角膜瓣皱褶原因和策略

综述二:LASIK术后角膜瓣皱褶的研究进展

致谢

攻读博士学位期间发表的论文