Sox胚胎晶状体发育调控基因在小鼠后发障中的表达及意义

摘要

目的：建立小鼠后发性白内障(PCO)动物模型，检测Sox1/2胚胎晶状体发育调控基因在PCO形成过程中的表达及变化，从晶状体发育生物学角度探讨PCO的发病机制及防治方法。方法：在腹腔麻醉联合表面麻醉下对30只Balb/c小鼠行单眼晶状体囊外摘除手术(ECLE)，分别于术后即刻、3天、1周、2周和1月使用裂隙灯显微镜观察手术眼PCO发生的时间、部位、形态和进展；取术后不同时间点手术眼球，常规冰冻切片后分别进行组织病理学检查和免疫荧光检测，观察PCO形成、发展过程中的组织形态学变化并检测Sox1/2胚胎晶状体发育调控基因的表达；采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测Sox1/2基因在正常成年小鼠晶状体、新生1日小鼠晶状体和术后不同时间点PCO组织中的表达并与其在正常胚胎晶状体发育过程中的表达规律进行比较。结果：裂隙灯显微镜观察：所有Balb/c小鼠ECLE术后均形成临床显著性PCO，后囊膜皱褶、混浊由周边部向中央区发展伴Elschnig小体和晶状体纤维生成，PCO程度随时间推移日渐加重。再生晶状体形态和大小与正常晶状体相近但透明度显著下降。组织病理学检查：手术后即刻，周边部晶状体前、后囊膜接触，前囊膜下和赤道部可见单层晶状体上皮细胞(LECs)残留；术后3天，赤道部LECs增生并移行至后囊膜，囊袋周边部LECs略伸长，开始早期纤维分化；术后1周，赤道部LECs继续分化，向前囊方向延伸呈带状，其细胞核已远离后囊膜表面；术后2周，周边部晶状体纤维细胞持续增多，形成典型的弓形带，与正常晶状体赤道部形态类似；术后1月，新生晶状体纤维几乎填充整个残余囊袋，排列欠规则，细胞核罕见。免疫荧光检测：术后3天、1周、2周及1月PCO组织中，赤道部增殖、移行至后囊膜表面的LECs和由它分化而来的晶状体纤维细胞可见绿色荧光着染。RT-PCR检测：术后3天、1周、2周及1月的PCO组织中可检测到Sox1/2胚胎晶状体发育调控基因的表达，并且与正常晶状体胚胎过程发育中的表达规律相似；Sox2基因的表达最初逐渐上调，术后2周表达最强，随后受到抑制而迅速减弱，术后1月时仅有微弱表达；Sox1基因的表达开始较晚，但呈持续上调趋势，术后1月时表达最强。正常成年Balb/c小鼠晶状体和术后即刻残余晶状体囊袋中无Sox1/2基因的表达。结论：PCO的形成可能是晶状体遭受损伤后的重新发育过程。终生具有增殖、分化潜能的LECs在晶状体受到手术创伤后，由于其周围环境和细胞外信号发生了变化，使原本已处于非活跃状态或低表达的胚胎晶状体发育转录因子被重新激活，调控赤道部LECs增殖、移行并分化为晶状体纤维细胞，触发了晶状体的修复再生。本研究为进一步探讨PCO的发病机制提供了全新的思路，并可能为有效防治PCO探索出新的途径。

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