APP下载

滋阴补肾片对干性年龄相关性黄斑变性模型大鼠视网膜保护作用的影响

2022-12-01方越刘新泉苏晶

中国中医眼科杂志 2022年9期
关键词:感光氧化应激视网膜

方越,刘新泉,苏晶

年龄相关性黄斑变性(age related macular degeneration,AMD)是老年人群中视力进行性或不可逆性丧失的主要原因[1],发病率逐年上升[2],严重影响患者生活质量。AMD 有2 种形式,其中干性年龄相关性黄斑变性(dry AMD,dAMD)最常见,约占AMD 总数的80%。寻找安全有效的治疗药物成为dAMD 研究亟待解决的问题[3]。在各种因素导致的氧化应激的作用下,视网膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE)细胞发生凋亡[4],是dAMD进展的关键因素之一。中医学在治疗AMD 方面进行了长期广泛的临床实践,但是缺乏现代科学的理论依据。滋阴补肾片(Ziyin BushenTablet,ZYBS)是源于范氏眼科祖传配方,也是上海中医药大学附属龙华医院的院内制剂,至今已使用40余年。前期临床观察[5-6]发现,ZYBS 对dAMD 患者有一定疗效,但其药理作用机制尚不明确。基于此,本实验将通过碘酸钠(NaIO3)诱导的大鼠dAMD 模型,探讨ZYBS 对视网膜氧化损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF 级5~6 周龄雄性SD 大鼠60 只,体重180~200 g,购自上海斯莱克实验动物有限责任公司公司,实验动物合格证号[SCXK(沪)2019-0005]。饲养温度维持在20℃~25℃,昼夜节律,自由饮食饮水。本实验由上海中医药大学动物实验伦理委员会批准(伦理审批号:PZSHUTCM22080822)。

1.2 药品、试剂与仪器

ZYBS(上海中医药大学附属龙华医院),维生素E 软胶囊(上海信谊延安药业有限公司,03200701),活性氧(reactive oxygen species,ROS)、脂质氧化(superoxide dismutase,MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)检测试剂盒(碧云天生物科技股份有限公司,S0033s、S0131S、S0073、S0101s),TUNEL 细胞原位凋亡试剂盒(瑞士Roche公司,12156792910),苏木素伊红(hematoxylineosin,HE)染色试剂盒(碧云天生物科技股份有限公司,C0105s),4%多聚甲醛(北京优尼康生物科技有限公司,P1110)。光学显微镜、冰冻切片机(德国Leica公司,DM2500、CMl850)。

1.3 建立dAMD大鼠模型

根据文献[7-8]和前期预实验结果,采用40 mg/kg的NaIO3鼠尾静脉注射建立dAMD 大鼠模型。注射7 d 后即可在视网膜组织学切片检查中见视网膜RPE、感光细胞和内层视网膜结构出现变薄、排列混乱等改变,提示造模成功。

1.4 分组与给药

将造模成功的50 只大鼠随机分为模型组(model group,MG)、阳性对照药维生素E 组(vitamin E group,VE)、低剂量ZYBS 组(LZYBS)、中剂量ZYBS 组(MZYBS)、高剂量ZYBS 组(HZYBS),另将尾静脉注射生理盐水的大鼠设为对照组(control group,CG),每组10 只。根据60 kg 成人体重与大鼠的等效剂量计算,维生素E 灌胃剂量为0.20 g/kg,LZYBS、MZYBS、HZYBS分别灌胃0.23、0.47、0.94 g/kg的ZYBS,CG、MG 组灌胃等体积蒸馏水,每日1 次,连续灌胃3周。

1.5 HE染色检测大鼠视网膜病理形态

引颈处死大鼠后快速摘除大鼠眼球,固定后沿角巩膜缘剪开,取视杯组织再次固定,分级脱水后石蜡包埋,沿眼轴方做连续4 μm切片,然后进行HE染色。光学显微镜下观察视网膜各层结构的变化,每组随机选取3 张切片,每张切片于200 倍放大倍数下选择5个不重叠的视野区域(以视神经为中心,两侧各选择2~3 个视野)并拍片。采用Image-Pro Plus 6.0图像分析软件。

1.6 TUNEL凋亡检测细胞凋亡

取材后制作视网膜石蜡包埋切片,按照TUNEL试剂盒说明进行相关检测后,荧光显微镜下观察,自视盘向锯齿缘方向连续取3 个视野,记录每个视野中染色阳性细胞数及感光细胞总数,抽样6 张不同切片,计算平均感光细胞凋亡率。细胞计数采用3Y-Pixel-PRO 分析软件,感光细胞凋亡率(%)=阳性细胞数/感光细胞总数×100%。

1.7 血清氧化应激指标检测

制备大鼠血清,按照试剂盒说明书检测大鼠血清ROS、MDA、SOD、GSH-Px 表达水平,在酶标仪405 nm处测定各孔吸光度值。

1.8 统计学方法

应用SPSS 26.0软件进行统计学分析,计量资料以均数±标准差()表示,符合正态分布且方差齐的计量资料,方差分析(ANOVA)进行多组变量间的相互比较,两两比较采用LSD-t检验,当P<0.05时,认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 ZYBS对dAMD大鼠视网膜形态的影响

CG 组大鼠视网膜层次清晰,细胞排列整齐,外核层(outer nuclear layer,ONL)、内核层(inter nuclear layer,INL)细胞间连接紧密,与Bruch膜贴附良好。MG 组可见视网膜变薄,视网膜全层结构出现明显损伤,各层细胞排列紊乱,并出现波浪样改变,感光细胞层出现大量空泡,细胞外节段视不清,ONL、INL 细胞减少,与Bruch 膜间有空隙。相比CG组,MG、LZYBS、HZYBS 组大鼠视网膜仍见波浪样改变,MG、LZYBS 组视网膜各层细胞稀疏,排列紊乱,MG 组更为明显。而MZYBS、VE 组大鼠视网膜未见明显波浪样改变,ONL细胞可维持在大约7~8层,且细胞排列相对整齐(图1)。

2.2 ZYBS对dAMD大鼠视网膜细胞凋亡的影响

6 组间视网膜凋亡率比较,差异有统计学意义(F=291.813,P=0.000)。两两比较:与CG 组比较,MG组大鼠视网膜凋亡率升高,差异有统计学意义(t=59.619,P=0.000);与MG组比较,VE、LZYBS、MZYBS 和HZYBS 组大鼠视网膜凋亡率降低,差异均有统计学意义(tVE=15.405,tLZYBS=9.157,tMZYBS=7.750,均P=0.000;tHZYBS=4.190,P=0.001)(图2、表1)。

表1 ZYBS对dAMD大鼠细胞凋亡和血清氧化应激指标的影响(,n=10)

表1 ZYBS对dAMD大鼠细胞凋亡和血清氧化应激指标的影响(,n=10)

注:*与CG 组比较,P<0.05;#与MG 组比较,P<0.05;CG 对照组;MG 模型组;VE 维生素E 组;LZYBS、MZYBS、HZYBS 低、中、高剂量ZYBS组;ZYBS 滋阴补肾片;dAMD 干性年龄相关性黄斑变性;ROS 活性氧;MDA 脂质过氧化物丙二醛;SOD 超氧化物歧化酶;GSH-Px 谷胱甘肽过氧化物酶

2.3 ZYBS对dAMD大鼠血清氧化应激指标的影响

6 组间大鼠血清ROS、MDA、SOD 和GSH-Px 表达水平比较,差异均有统计学意义(FROS=250.702,FMDA=229.167,FSOD=81.506,FGSH-Px=63.499,均P=0.000)。两两比较,(1)ROS:与CG 组比较,MG 组大鼠血清ROS 水平升高(t=25.662,P=0.000);与MG 组比较,VE、LZYBS、MZYBS、HZYBS 组大鼠血清ROS水平降低(tVE=18.093,tLZYBS=8.389,tMZYBS=26.990,均P=0.000;tHZYBS=3.097,P=0.006),差异均有统计学意义。(2)MDA:与CG 组比较,MG 组大鼠血清MDA 水平升高(t=25.165,P=0.000);与MG 组比较,VE、LZYBS、MZYBS、HZYBS 组大鼠血清MDA 水平降低(tVE=34.440,tLZYBS=21.221,tMZYBS=23.520,tHZYBS=29.590,均P=0.000),差异均有统计学意义。(3)SOD:与CG组比较,MG组大鼠血清SOD水平降低(t=11.401,P=0.000);与MG 组比较,VE、LZYBS、MZYBS、HZYBS 组大鼠血清SOD 水平升高(tVE=21.430,tLZYBS=16.192,tMZYBS=26.092,tHZYBS=15.931,均P=0.000),差异均有统计学意义。(4)GSH-Px:与CG 组比较,MG 组大鼠血清GSH-Px 水平降低(t=14.677,P=0.000);与MG 组比较,VE、LZYBS、MZYBS、HZYBS 组大鼠血清GSH-Px 水平升高(tVE=15.762,tLZYBS=10.727,tMZYBS=7.008,均P=0.000;tHZYBS=2.247,P=0.037),差异均有统计学意义(表1)。

3 讨论

AMD 的典型病理变化,包括氧化应激和炎症引起的RPE 损伤和脂褐素沉积,目前普遍认为AMD的发生是易感基因、炎症反应、RPE 细胞氧化损伤、老化和代谢改变等多种因素参与的[10]。但是无论是衰老、光损伤还是吸烟,其中的氧化应激被认为是dAMD 的主要发病机制[10-11]。当各种因素引起氧化损伤时,视网膜产生大量的ROS,溶酶体结构受到破坏,RPE 细胞吞噬能力下降,导致脂质过氧化,可以产生超氧负离子、单态氧和H2O2等ROS,对RPE细胞造成损伤,并最终导致RPE 细胞的死亡,形成脂褐质,堆积在RPE 层和Bruch 膜下,参与玻璃膜疣的形成。维持适当的RPE 功能是治疗dAMD 的主要治疗目标。针对dAMD发病机制中的氧化损伤因素,本研究利用鼠尾静脉注射NaIO3进行造模,NaIO3是一种无机氧化剂,可引起视网膜的氧化应激反应,会先后引起RPE、感光细胞和内层视网膜的损伤,是目前dAMD 研究使用较多的一种模型[7-8]。针对该模型中氧化损伤因素,本研究参照文献[12],选用具有抗氧化作用的维生素E 治疗做为阳性对照药。

中医学认为AMD属于“视瞻昏渺”的范畴,其本质是由脏腑精气不足所致,与肾、脾、肝关系最为密切。ZYBS 秉承“滋阴补肾健脾”的治则来治疗dAMD,此方中有熟地黄、制首乌、桑椹、女贞子、生地黄、白芍、山药、麦冬、五味子、泽泻,共10 味药。ZYBS 方中君药为熟地黄、制首乌,可滋阴补肾;臣药为桑椹、女贞子、生地黄、白芍,桑椹、女贞子兼为补阴药,两药合用,可增补阴益肝肾之功;白芍益阴养血;生地黄滋阴生津;方中山药、麦冬、五味子为佐药,补脾胃,使升发肃降功能正常运行而使水谷精微布散周身,因此目得水谷精微濡养;泽泻为方中使药,有利湿泻浊之功效,使方中补中有泻,诸药调和。已有实验[13-17]证实熟地黄、女贞子具有抗氧化、抗炎和脂质代谢多种药理作用。

本实验通过视网膜病理切片观察,MG组40 mg/kg的NaIO3造成了明显的视网膜结构损伤,在视网膜全层及RPE 层均可看到凋亡细胞,细胞凋亡率增高。与MG 组比较,ZYBS 治疗后,视网膜各层结构排列相对规整,视网膜外层感光细胞层数以及细胞核密度较MG组有不同程度改善,同时,TUNEL检测发现视网膜细胞凋亡率减少,提示ZYBS 对视网膜细胞凋亡有一定保护作用。本研究还发现ZYBS 在中剂量时能较好地降低大鼠视网膜的凋亡,而高剂量组细胞凋亡率高于中剂量组,推测ZYBS 部分中药可能存在炮制不当的问题(如制首乌),大剂量给药后引起了细胞毒性,其中原因还有待进一步深入研究。

在氧化损伤中,GSH-Px 可以催化还原H2O2和其他过氧化物,而SOD 可以将氧离子催化还原为H2O2,MDA 是脂质过氧化氢的终产物,这几个指标被广泛用于氧化损伤的检测。本研究检测了大鼠血清中ROS 和MDA 的含量,发现与CG 组相比,MG组大鼠视网膜血清内ROS和MDA水平升高,SOD和GSH-Px 水平降低,表明NaIO3诱导大鼠视网膜存在氧化应激状态。而给药ZYBS 后,与MG 组相比,ZYBS 各剂量组降低了大鼠血清内的ROS 水平。低、中剂量ZYBS 还可降低ROS 及MDA 水平,提示ZYBS 改善了NaIO3诱导的大鼠视网膜的氧化应激状态,减少ROS 及各种氧自由基对大鼠视网膜的损伤。

综上所述,本实验明确了ZYBS 可降低NaIO3诱导的dAMD 大鼠视网膜结构的损伤改变,抑制视网膜细胞凋亡,减轻氧化应激水平,可为dAMD的临床药物开发提供参考。

猜你喜欢

感光氧化应激视网膜
感光食物,吃了会变黑?
深度学习在糖尿病视网膜病变诊疗中的应用
灯盏花乙素抗氧化应激机制在防治心脑血管疾病中的研究进展
如何防治裂孔性视网膜脱离
环状RNA与氧化应激互作机制的研究进展
眼前有闪光、黑点、视物模糊,警惕视网膜脱落
微小核糖核酸-125b-5p抑制Caspase 2蛋白酶活性缓解脂多糖诱导的心肌细胞凋亡和氧化应激的研究
中国感光学会2019年活动计划表
视网膜脱离能治好吗
感光器件尺寸:同样重要