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目的:豚鼠镜片诱导型近视眼分别进行在体整体眼球及离体后极部巩膜条带生物力学实验;进行后极部巩膜转化生长因子TGF-β2(Transforming growth factor,TGF),结缔组织生长因子CTGF(connective tissue growth factor,CTGF)的表达的测定,并结合力学的角度对近视眼的发病机制进行探讨。
方法:2周龄豚鼠20只用镜片诱导方法随机选取一眼制备近视动物模型(实验眼,experimental eye),对侧为自身对照(对照眼,control eye),实验前后检测双眼屈光度、眼轴长度。造模45天后,随机分为2组,每组10只,A组先进行力学实验,B组仅进行组织学实验。A组在Instron-5544力学实验仪器分别进行在体整体眼球及离体后极部巩膜条带的力学实验。之后取A组部分组织与B组行组织学实验,分别观察后极部巩膜的光镜电镜变化,并对TGF-β2、CTGF的表达进行定性及半定量分析。
结果:
1.豚鼠实验性近视的诱导结果镜片诱导前豚鼠双眼屈光度无明显差异,经过45天镜片诱导,实验眼形成明显近视,两组分别诱导出(-8.48±0.95)D、(-8.48±0.80)D的相对近视,眼轴相对延长(1.90±0.14)mm、(1.92±0.19)mm,实验前后变化差异有统计学意义(t检验,P<0.05)。
2.生物力学研究结果刚度系数实验眼(2.49±0.39)mmHg/μl,对照眼(2.98±0.40)mmHg/μl;后极部巩膜条带蠕变率实验眼(28.96±5.24)%,对照眼(15.49±6.17)%;后极部巩膜条带弹性模量实验眼(1.55±0.25)MPa,对照眼(22.93±0.36)MPa。经统计学分析,上述指标两组间比较差异有显著意义(t检验,P<0.05)。
3.组织学研究结果光镜下实验眼巩膜胶原纤维排列紊乱,粗细不均,平均直径小于对照眼,纤维间隙变大。纤维走向不一,板层结构不清,胶原纤维部分或完全溶解,有纤维断裂现象,而对照眼未见上述改变。
光镜下测量后极部巩膜厚度,实验眼分别为(0.274±0.04)mm、(0.27±0.03)mm,对照眼为(0.42±0.03)mm、(0.41±0.03)mm。经统计学处理,两者比较差异有显著意义(t检验,P<0.05)。
透射电镜观察:实验眼胶原原纤维排列紊乱,粗细不均,纤维明显变细,直径大小差别增大,间隙变大。对照眼未见上述改变。
4 巩膜TGF-β2、CTGF的表达TGF-β2的表达以细胞浆为主,核膜少许,实验眼多呈棕黄色,为++,对照眼多呈淡黄色,为+,经统计学处理差异有显著意义(P<0.05)。CTGF的表达定位于细胞浆,正常含量很少甚至没有,高倍镜下可见淡黄色,实验眼较前无明显变化,实验眼为+-,对照眼为+-,经统计学处理无差异(P>0.05)TGF-β2与CTGF在巩膜的表达经统计学分析无相关性(P>0.05)。A组与B组间组织学无明显差异(P>0.05)。
结论:凹透镜诱导可引起豚鼠实验性近视眼明显轴性近视;刚度系数实验眼小于对照眼,巩膜条带的蠕变率实验眼大于对照眼,弹性模量小于对照眼,后极部巩膜厚度实验眼小于对照眼,整体与条带的力学变化相一致。豚鼠实验性近视发生中巩膜力学指标发生了变化,巩膜变薄,抗变形能力小,变形加大。
通过豚鼠实验性近视眼巩膜病理形态和超微结构的观察,退行性改变是其发生发展的组织病理学基础;实验眼TGF-β2的表达较对照眼明显增加,TGF-β2与实验性近视的形成有关;CTGF在实验性近视的形成中无明显作用,TGF-β2与CTGF在近视的形成中无明显关系;在正常眼压范围,先进行的整体实验未对组织产生明显影响。