AQP1在大鼠放射性白内障晶状体上皮的变化及其机制的实验研究

摘要

目的：利用动物实验,通过X射线照射S-D大鼠双眼建立放射性白内障动物模型,观察X射线剂量与白内障严重程度之间的关系：检测受不同剂量X射线照射的大鼠晶状体中水通道蛋白1(AQP1)的表达水平,探讨水通道蛋白1与放射性白内障形成之间的关系。
　　 方法：照射前选取8只大鼠作为正常对照组,实验照射组大鼠24只,平均分成3组每组8只,一次性分别照射X射线(双眼同时照射)5、15、25 Gy.实验对照组24只,分成3组每组8只,分别作为5、15、25 Gy的对照组行假照射(照射光线中不含X射线,其它条件分别与对应各照射组相同)。每只大鼠随机取一只眼睛(本实验取右眼)为研究对象。所有大鼠分别于照射后1、3、5、7、15、30、45、60、90 d,腹腔注射3.6％水合氯醛麻醉后,用双星明滴眼液充分散瞳,裂隙灯显微镜观察并记录晶状体混浊情况；运用免疫组织化学方法(SP法)对AQP1在大鼠晶状体上的表达进行定位检测,并采用Motic Med6.0数码医学图像分析系统半定量检测AQP1的表达；运用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)及计算机图像分析技术检测AQP1在各组大鼠晶状体上的表达变化；应用SPSS11.5统计软件对结果进行统计分析,采用IndependentSamples T-Test法和One-Way-ANOVA法分别对计量资料进行独立样本T检验和单因素方差分析,并使用LSD法进行组间比较。
　　 结果：⑴组织学:观察3个月,各实验对照组和56y组大鼠的晶状体均未出现混浊。15 Gy照射组于照射后45 d晶状体后囊和后皮质开始出现细小、散在白点状混浊,继而融合成不均匀较密集点状、片状混浊,进一步发展后皮质出现较均匀致密混浊,前皮质、前囊和核部轻度混浊。到3个月时62.5％的晶状体达Ⅱ期混浊,37.5％达Ⅲ期混浊。25 Gy照射组亦出现类似变化,但是晶体发生混浊的时间更早、速度更快、混浊更明显。于照射后30d后囊即开始出现点状混浊,此后病变迅速发展,到45d时即有37.5％的晶体全部混浊。到3个月的时候除1例为后囊下明显混浊外,其余7例晶状体均完全混浊。⑵免疫组织化学和计算机图像分析结果显示:AQP1在大鼠晶状体上阳性表达的部位位于晶状体前囊膜的晶体上皮细胞(1ens epithelial cells,LECs)的胞膜,胞膜上可见程度不等的棕黄色颗粒。各组均可见到其阳性表达,随照射量增大,各实验组LECs上的AQP1均较空白组表达减少,差异有显著性意义(P<0.05)。各实验组AQP1的表达随照射剂量的增加而减少,组内差异有统计学意义(P<0.05)。⑶RT-PCR和计算机图像分析结果显示:在mRNA水平AQP1在大鼠晶状体LECs胞膜表达,实验组和空白组的晶状体进行RT-PCR均可获得AQP1的阳性目的基因,不同照射量实验组晶状体的AQP1的表达均较空白组有不同程度的减少,差异有统计学意义(P<0.05)。而且随着照射量的增加,各亚组之间AQP1的表达水平降低,变化呈剂量依赖性,差异有统计学意义(P<0.05)。
　　 结论：大剂量X射线在短期内即可引起晶状体混浊；放射性白内障的形成速度和程度与射线剂量成正相关。在辐射线诱导的白内障模型,大鼠晶状体中AQP1的表达发生改变,辐射损伤可能通过减少AQP1在晶状体上皮细胞上的表达,影响晶状体的水代谢,以诱发白内障在放射性白内障中晶状体上皮细胞内AQP1表达减少,在白内障形成中起重要作用。