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年龄相关性白内障晶状体上皮细胞的死亡方式
作者:郑广瑛  …  文章来源:450052 郑州大学第一附属医院眼科  点击数943  更新时间:2006/6/27 11:02:05  文章录入:liuyue  责任编辑:毛进
背景和目的: 年龄相关性白内障是老年人的常见病多发病。迄今,其病因及发病机理尚未完全明了,因此开展有关方面的基础研究极为重要。 传统观点认为晶状体上皮细胞(lens epthilieml cell,LEC)位于晶状体前囊下,在保护整个晶状体的透明性和内环境稳定上起着重要作用,一旦损害了晶状体上皮细胞的正常结构和功能,就可能导致晶状体的混浊[1]。近年来,许多学者在白内障患者的晶状体上皮中发现大量凋亡的LEC[2、3];同时有人用近似白内障患者房水中过氧化氢的浓度处理鼠晶状体成功诱导出了LEC的凋亡,并出现了皮质性白内障[4]。因而,凋亡是白内障发生发展的基础得到广泛共识。 近来人们逐渐认识到在许多生理病理过程中还存在着除凋亡以外,其它类型的细胞死亡方式,如胀亡和paraptosis[5、6]。国内近年来也有人通过透射电镜观察到白内障患者的LEC存在有细胞肿胀[7];国外也有不少学者对“凋亡是白内障发生的细胞学基础”提出了置疑[8、9]。年龄相关性白内障的三种不同类型在发病早期的临床特点与病理改变是截然不同的,仅仅是凋亡很难解释复杂的病理过程和临床表现,各种不同类型白内障与细胞凋亡的关系以及在年龄相关性白内障发生发展的过程中是否有其它类型的细胞死亡尚未见相关的研究报道,且以往对LEC的研究往往忽略了手术损伤的影响。 本实验首先通过对正常患者以及不同类型年龄相关性白内障患者的晶状体前囊片行台盼蓝活体染色,以排除手术损伤对LEC超微结构的影响;同时采用透射电镜结合核苷酸原位末端标记(in situ end-labeling of DNA strand breaks, TUNEL),组织学观察年龄相关性白内障患者LEC的死亡方式以及凋亡率,研究临床类型和细胞死亡方式之间的关系,从而为白内障相关基础研究提供理论依据。 实验方法 术前按照LOCSⅢ[10]筛选2005年7月到2005年12月在我院和郑州市第五人民医院施行白内障超声乳化的年龄相关性白内障患者共76人(81眼,71人单眼,5人双眼),年龄58~76(65±13.5)岁,其中皮质性、核性和后囊下性白内障各27例,并排除其它可导致白内障的局部及全身病变。分别进行台盼蓝活体染色、透射电镜和TUNEL检测。正常对照组来自高度近视眼施行透明晶状体摘出的患者和穿透性角膜移植供体眼球,共25例。台盼蓝染色组,将囊片取出后快速染色、固定,观测手术损伤细胞的分布特征和区域,并同其它指标相结合,以排除手术损伤对试验结果的干扰;电镜组采用锇酸-醋酸铀双染色,观察不同类型年龄相关性白内障患者LEC超微结构的改变及死亡方式;TUNEL组将晶状体前囊片细胞面向上平铺于玻片上,染色、镜检、照相并记录不同类型白内障LEC阳性细胞比率及分布特征。 结果 1. 台盼蓝活体染色后可见大量手术损伤细胞呈巢状、条索状沿撕囊边缘及囊膜反折处分布,在囊膜中央撕囊镊着力处也可见到巨大、巢状分布的受损细胞灶,而其它手术中未受伤区域见不到阳性反应细胞。 2. 透射电镜观察在皮质性、核性及后囊下性白内障均可见到大量LEC呈胀亡以及paraptosis样改变,仅1例皮质性白内障细胞表现为早期凋亡的形态特征,且所有标本的大部分细胞均存在明显的线粒体空泡化。对照组透明晶状体LEC形态结构未见异常表现。 3. 原位末端标记(TUNEL)可见皮质性、核性和后囊下性白内障组囊膜有明显的阳性反应,各组标本的阳性率分别为85%、95%和80%,透明晶状体组阴性。阳性细胞散在分布于囊膜各处,各标本以弱阳性为主。每高倍镜下记数,皮质组凋亡率为27.4±7.3%;核性组为32.3±11.6%;后囊下组为22.7±4.7%。 结论 1. 在白内障发生发展过程中存在凋亡、胀亡以及paraptosis等多种细胞死亡方式; 2. 利用铺片对白内障LEC凋亡率进行研究,证明LEC凋亡率和白内障的类型没有关系; 3. LEC死亡是白内障发生、发展的结果,而不是起始动因; 4. 线粒体的结构功能改变可能是凋亡发生的分子生物学基础; 5. 台盼蓝染色是区分手术过程中受损伤和未受损伤细胞的一种方便、经济、实用的方法。
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