劉 慧,張 敏
作者單位:(441000)中國湖北省襄陽市,湖北醫(yī)藥學院附屬襄陽市第一人民醫(yī)院眼科
翼狀胬肉是一種常見的眼表疾病,因其形狀酷似昆蟲翅膀而得名。主要表現(xiàn)為鼻側(cè)或顳側(cè)球結(jié)膜及結(jié)膜下纖維血管組織增生,向角膜表面進行性生長,大多發(fā)生在鼻側(cè)。翼狀胬肉的生長除了影響美觀外,在侵及角膜表面和視軸區(qū)后,還可能會引起散光,影響視力。多數(shù)研究表明,翼狀胬肉的發(fā)生是在環(huán)境因素的影響下,多種因子共同作用的綜合性結(jié)果,其中新生血管在其發(fā)生、發(fā)展過程中起到了重要作用[1-4]。研究發(fā)現(xiàn),翼狀胬肉組織中的微血管密度明顯高于正常結(jié)膜組織[5-6]。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是產(chǎn)生新生血管作用最強的一種細胞因子,主要由成纖維細胞產(chǎn)生,是一種糖基化分泌性多肽因子,其與相應(yīng)受體結(jié)合后可通過調(diào)控各種信號通路,誘導新生血管形成,引起細胞增殖,內(nèi)皮遷移,增加管壁通透性。趨化因子受體3(CCR3)是趨化因子CC類受體,是由各種細胞產(chǎn)生的一種單鏈的小分子蛋白質(zhì)家族,通過與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合而發(fā)揮生物學效應(yīng),主要表達于嗜酸粒細胞、嗜堿粒細胞、Th2細胞等。本研究主要探究VEGF及CCR3在翼狀胬肉組織中的表達及意義。
1.1對象收集2018-01/06于我院住院的翼狀胬肉患者18例18眼為試驗組,其中男10例,女8例,平均年齡56.3±9.0歲。納入標準:(1)初發(fā)翼狀胬肉;(2)翼狀胬肉組織侵入角膜緣≥3mm。排除標準:(1)術(shù)前檢查有眼部炎癥疾病,既往有眼部手術(shù)史者;(2)術(shù)前1mo接受免疫抑制劑藥物及抗凝藥物治療者;(3)2型糖尿病患者。選取同期行鞏膜扣帶環(huán)扎術(shù)的孔源性視網(wǎng)膜脫離患者14例14眼為對照組,其中男7例,女7例,平均年齡53.8±11.6歲。對照組患者排除標準同試驗組。兩組患者性別構(gòu)成比、年齡差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.098,P=1.000;t=0.700,P=0.489)。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準,所有患者均簽署知情同意書。
1.2.1取材試驗組患者行翼狀胬肉切除聯(lián)合自體結(jié)膜瓣移植術(shù),術(shù)中取翼狀胬肉組織;對照組患者行鞏膜扣帶環(huán)扎術(shù),術(shù)中取鼻側(cè)球結(jié)膜組織。組織取下后立即剪碎,一部分經(jīng)固定液固定后行HE染色觀察翼狀胬肉與正常結(jié)膜組織的差異,一部分立即用液氮低溫處理后置于-80℃冰箱保存,用于檢測VEGF和CCR3的表達水平。
1.2.2主要試劑與儀器兔抗VEGF多克隆抗體(美國Santa Cruz公司),鼠抗CCR3多克隆抗體、HRP標記兔抗鼠抗體、HRP標記羊抗兔抗體(美國KPL公司),CY3標記羊抗兔抗體、CY3標記羊抗鼠抗體(美國Jackson公司),免疫組織化學染色試劑盒、DAB顯色劑(丹麥DAKO公司 K5007),Trizol試劑(Invitrogen,15596-026),反轉(zhuǎn)錄試劑盒(日本TaKaRa公司,RR047A),熒光定量試劑盒(日本TaKaRa公司,RR420A);石蠟切片機(上海徠卡儀器有限公司,RM2016),PCR儀(杭州博日科技,TC-XP),熒光定量PCR儀(Life technologies公司,Step OneTMReal-Time PCR System)。
1.2.3HE染色樣本組織固定于4%多聚甲醛24h以上,常規(guī)脫水、包埋制石蠟切片。切片經(jīng)二甲苯Ⅰ 20min-二甲苯Ⅱ 20min-無水乙醇Ⅰ 10min-無水乙醇Ⅱ 10min-95%乙醇5min-90%乙醇5min-80%乙醇5min-70%乙醇5min-蒸餾水洗脫蠟至水。蘇木素染細胞核8min,自來水洗,1%鹽酸-乙醇分化數(shù)秒,自來水洗,0.6%氨水返藍,流水沖洗。伊紅染細胞質(zhì) 3min。然后將切片依次放入95%乙醇Ⅰ 5min -95%乙醇Ⅱ 5min-無水乙醇Ⅰ5min -無水乙醇Ⅱ 5min -二甲苯Ⅰ 5min -二甲苯Ⅱ 5min中脫水透明,晾干后中性樹膠封片。顯微鏡下觀察拍片。
1.2.4免疫熒光染色固定組織后,予石蠟包埋切片,經(jīng)脫蠟后置于含抗原修復(fù)緩沖液的修復(fù)盒中于微波爐內(nèi)進行抗原修復(fù)。中火至沸后斷電間隔10min,中低火至沸,自然冷卻后將切片置于PBS緩沖液中,晃動洗滌。3% BSA封片,滴加一抗(VEGF抗體、CCR3抗體;1∶100),平放于濕盒內(nèi)4℃孵育過夜。切片置于PBS緩沖液中,晃動洗滌。滴加二抗(CY3標記相應(yīng)二抗,1∶50),避光室溫孵育,晃動洗滌。DAPI染液復(fù)染細胞核,晃動洗滌,抗熒光淬滅封片劑封片。熒光顯微鏡下觀察并采集圖像。實驗重復(fù)3次。
1.2.5免疫組織化學染色石蠟切片脫蠟至水,抗原修復(fù),滴加10%兔血清封片,滴加一抗(VEGF抗體、CCR3抗體,1∶100),切片平放于濕盒內(nèi)4℃孵育過夜。滴加二抗(HRP標記相應(yīng)二抗,1∶50),室溫孵育50min。DAB顯色,自來水沖洗切片終止顯色。蘇木素復(fù)染后梯度濃度乙醇脫水透明,將切片從二甲苯中拿出來晾干,中性樹膠封片。至顯微鏡下觀察,每張切片隨機挑選200倍視野進行拍照。應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0軟件選取相同的棕黃色作為判斷所有照片陽性的統(tǒng)一標準,分析累積光密度值(IOD),并計算平均光密度值(mean density)。實驗重復(fù)3次。
1.2.6qRT-PCR檢測采用Trizol法提取總RNA,根據(jù)試劑盒說明書操作步驟合成cDNA,檢測VEGF和CCR3 mRNA的表達。VEGF引物序列:上游引物5’-TGCCCACTGAGGAGTCCAAC-3’;下游引物5’-TGGTTCCCGAAACGCTGAG-3’;CCR3上游引物5’-GTGTTCACTGTGGGCCTCTT-3’;下游引物5’-GTGACGAGGAAGAGCAGGTC-3’;內(nèi)參GAPDH引物序列:上游引物5’-AGAAGGCTGGGGCTCATTTG-3’,下游引物5’-AGGGGCCATCCACAGTCTTC-3’??偡磻?yīng)體系為15μL,反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性10min,95℃ 15s,60℃ 60s共40個循環(huán),60℃~95℃做溶解曲線,每20s升溫1℃,每個樣品均設(shè)3個復(fù)孔。采用2-△△Ct法計算目標基因的相對表達量。實驗重復(fù)3次。
2.1翼狀胬肉與正常結(jié)膜的組織學差異HE染色結(jié)果顯示,正常結(jié)膜組織可見上皮層和基質(zhì)層,基質(zhì)層組織疏松,僅見散在少量毛細血管(圖1A);翼狀胬肉組織上皮層明顯增厚,有多層細胞,基質(zhì)層組織結(jié)構(gòu)緊密,排列紊亂,其中可見大量毛細血管及纖維組織,且血管管徑較小,管壁不完整,管腔形態(tài)不均勻,提示可能為功能不良的新生血管(圖1B)。
2.2VEGF和CCR3在翼狀胬肉和正常結(jié)膜組織中的表達免疫熒光染色結(jié)果顯示,多數(shù)正常結(jié)膜組織中幾乎檢測不到VEGF和CCR3的表達,而翼狀胬肉組織中兩者表達均較高(圖2)。試驗組18眼中,VEGF陽性表達13眼(72%),CCR3陽性表達11眼(61%)。對照組14眼中,VEGF陽性表達4眼(28%),CCR3陽性表達2眼(14%)。兩組患者VEGF和CCR3陽性表達率差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=6.026、7.158,P=0.031、0.012)。
免疫組織化學染色結(jié)果顯示,翼狀胬肉組織中VEGF和CCR3陽性光密度值均較對照組高(圖3)。試驗組VEGF和CCR3(0.69±0.0875和0.45±0.0248)表達水平顯著高于對照組(0.05±0.0024和0.03±0.0074),差異均有統(tǒng)計學意義(t=12.822、28.618,均P<0.001)。
qRT-PCR檢測結(jié)果顯示,試驗組VEGF mRNA表達水平約為對照組的12倍(12.33±2.84vs1.00±0.08),CCR3 mRNA的表達水平約為對照組的160倍(159.60±34.15vs1.00±0.09),差異均有統(tǒng)計學意義(t=14.86、17.31,均P<0.01)。
圖1HE染色觀察翼狀胬肉與正常結(jié)膜組織形態(tài)(×200)
A:正常結(jié)膜組織鏡下可見單層上皮,基質(zhì)層疏松,少量散在毛細血管;B:翼狀胬肉組織鏡下可見上皮增厚,多層細胞,基質(zhì)層排列紊亂,有大量毛細血管及纖維組織。
圖2免疫熒光染色檢測VEGF和CCR3的表達(×200)
A:正常結(jié)膜組織VEGF表達;B:正常結(jié)膜組織CCR3表達;C:翼狀胬肉組織VEGF表達;D:翼狀胬肉組織CCR3表達。藍色表示細胞核,紅色表示VEGF/CCR3表達陽性。
圖3免疫組織化學染色檢測VEGF和CCR3的表達(×200)
A:正常結(jié)膜組織VEGF表達;B:正常結(jié)膜組織CCR3表達;C:翼狀胬肉組織VEGF表達;D:翼狀胬肉組織CCR3表達。
翼狀胬肉是眼球表面的一種慢性、炎癥性疾病,其具體的發(fā)病機制尚不完全明確。目前研究認為,翼狀胬肉主要是在環(huán)境因素的作用下,由多種細胞因子共同參與的增殖性疾病,即眼表在局部缺氧和長期慢性炎癥刺激下,引起全身及局部趨化因子聚集,導致翼狀胬肉的發(fā)生發(fā)展,而新生血管在其發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用[7-10]。本研究通過組織學分析發(fā)現(xiàn),翼狀胬肉組織中上皮增生及血管化程度較正常結(jié)膜組織顯著。另有研究發(fā)現(xiàn),翼狀胬肉組織中上皮細胞及血管內(nèi)皮細胞中VEGF表達遠遠高于正常球結(jié)膜組織,免疫應(yīng)答反應(yīng)也較高[11],且在翼狀胬肉患者中,VEGF在特應(yīng)性患者中的表達較非特應(yīng)性患者高[12]。翼狀胬肉患者結(jié)膜下注射抗VEGF藥物貝伐單抗1wk時癥狀明顯好轉(zhuǎn)[13]。本研究亦發(fā)現(xiàn),翼狀胬肉和正常結(jié)膜組織中VEGF的表達水平有顯著差異,表明VEGF在翼狀胬肉的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。推測可將抗VEGF藥物作為治療翼狀胬肉的藥物學方法或輔助手術(shù)用藥。CCR3是趨化因子CC類受體,可使細胞發(fā)生遷移、活化效應(yīng),促進趨化因子反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),CCR3可能在新生血管性年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,ARMD)等脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization,CNV)性疾病中發(fā)揮作用[14-16]。赫雪飛[17]研究發(fā)現(xiàn),在堿燒傷誘導的小鼠角膜新生血管(CRNV)模型中早期運用CCR3拮抗劑能抑制CRNV形成,提示CCR3可能參與CRNV的形成。本研究結(jié)果表明,CCR3在翼狀胬肉組織中的表達水平顯著高于正常結(jié)膜組織,提示CCR3可能是參與翼狀胬肉發(fā)生發(fā)展的一個重要因子,其具體作用機制可能與新生血管發(fā)生及促進炎癥因子的表達有關(guān),但仍需進一步研究證實。多項研究顯示,CCR3在小鼠視網(wǎng)膜新生血管中呈高表達,且抗CCR3治療可以抑制視網(wǎng)膜新生血管的形成[18-19]。Nagai等發(fā)現(xiàn)CCR3與CNV的發(fā)生發(fā)展相關(guān),并且在鼠和靈長類動物1眼行玻璃體腔內(nèi)注射抗CCR3藥物,另1眼的受累程度明顯減輕,提示抗CCR3藥物在抗新生血管方面有著重要價值[20-21]。推測CCR3拮抗劑的應(yīng)用可能成為翼狀胬肉的另一藥物治療方案。
研究發(fā)現(xiàn),CCR3和VEGF信號通路在引起CNV的過程中存在交叉影響,CCR3被配體激活后可引起血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)磷酸化,從而促進脈絡(luò)膜內(nèi)皮細胞(CEC)遷移和Rac1活化,引起新生血管的產(chǎn)生[22]。本研究發(fā)現(xiàn)翼狀胬肉組織中VEGF和CCR3的表達均顯著升高,提示二者在新生血管形成過程中可能發(fā)揮協(xié)同作用,即在環(huán)境及局部炎癥因素刺激下,CCR3被配體激活后可能上調(diào)VEGF表達水平,引起一系列生物學效應(yīng),但具體機制尚待進一步研究證實。
綜上所述,與正常結(jié)膜組織相比,翼狀胬肉組織中VEGF和CCR3表達均增高,提示VEGF和CCR3可能共同參與翼狀胬肉的發(fā)病過程,聯(lián)合抗VEGF及抗CCR3治療可作為翼狀胬肉切除手術(shù)的輔助治療方法。