疫情防控专题：新型冠状病毒相关蛋白ACE2和TMPRSS2在眼部组织表达的实验研究

摘要

本文于2020年4月22日优先发布于中华眼科杂志官网目的探讨眼部组织新型冠状病毒侵染和激活关键蛋白人血管紧张素转换酶2（ACE2）和跨膜丝氨酸蛋白酶2（TMPRSS2）的情况, 明确新型冠状病毒在眼部的侵染基础。方法实验研究。选取30只小鼠, 按性别、年龄、是否诱导糖尿病模型分为雄性组、雌性组、老年组、糖尿病组及糖尿病对照组, 每组6只。使用荧光定量PCR分析小鼠结膜、角膜、泪腺、虹膜、晶状体、视网膜ACE2基因和TMPRSS2基因表达情况, 并与肺脏、心脏、肾脏、肝脏中两个基因的表达量进行比较。使用免疫组化染色分析了小鼠各组织中ACE2和TMPRSS2蛋白的分布和表达情况。另取山东省眼科研究所红十字眼库接收的符合捐献条件的志愿者角膜及结膜组织切片, 与小鼠眼部ACE2蛋白和TMPRSS2蛋白表达进行验证比较。同时通过分析已发表的人眼部组织转录组数据库, 比较人角膜和结膜中ACE2和TMPRSS2基因的表达情况。对不同性别、年龄、及糖尿病条件下小鼠眼表组织的ACE2基因表达变化进行分析, 采用独立样本t检验对数据进行统计学分析。对数据库中人角膜和结膜组织两种基因表达分析, 采用Mann-WhitneyU检验进行统计学分析。结果在小鼠6种眼部组织中, 结膜ACE2基因和TMPRSS2基因表达量最高, 但均低于肾脏和肺脏;ACE2和TMPRSS2蛋白阳性染色集中于结膜上皮、角膜上皮和泪腺腺泡。ACE2基因的表达具有性别差异, 在雌性小鼠结膜和角膜的表达显著低于雄性小鼠, 分别为雄性相应组织的43% （t=3.269, P=0.031）和63% （t=4.080, P=0.015）;糖尿病小鼠结膜和泪腺中的ACE2基因表达略高于非糖尿病小鼠, 分别为1.21倍和1.10倍 （P＆0.05）;不同年龄小鼠ACE2基因表达差异无统计学意义。与小鼠相似, 人结膜ACE2和TMPRSS2基因表达量显著高于角膜（P=0.007）, 分别约为角膜上皮基因表达量的5.74倍和12.84倍。结论结膜中ACE2和TMPRSS2的表达在6种检测的眼部组织中最高, 提示结膜是新型冠状病毒眼部感染的主要靶组织。（中华眼科杂志, 2020, 56:438-446）