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第一部分弱视斜视的患病关联因素分析 目的:通过对汕头市城乡中小学生中弱视斜视的患病率横断面调查及与心理健康行为学之间的关联研究,了解弱视斜视的患病关联因素,为防治弱视斜视提供理论依据,同时也为我们更深入地研究疾病的病因机制提供临床知识背景。 方法:采用横断面研究,随机整群抽样调查。在汕头市调查9所城乡中小学校(6~19岁),共7537人。检查内容主要为视力、屈光度与眼位,同时对大于等于10岁的学生(共4000人)进行心理健康行为问卷调查;记录检查结果并按年级、城乡、不同类型眼位等特征因素进行归类,统计学分析总结。 结果:⑴7464名(99%)中小学生完成眼部检查;4000人中3903人(97.6%)完成问卷调查。⑵调查人群中显性斜视患病率为2.95%,间歇性外斜视为7.98%,弱视为0.05%。⑶回归分析提示斜视患病率在本调查人群中呈现出高中生与小学生患病率高、初中生低以及城市大于乡村的分布特点;弱视患病率则呈现出中学生及高年级学生高于小学生、城市学生高于农村学生的特点。⑷斜视学生易于出现不良心理健康行为,有饮酒史的学生中斜视学生占62.3%,抑郁表现中斜视学生占26.0%,焦虑表现中斜视学生占10.3%,与非斜视学生比较均 P<0.01;弱视对心理健康行为的影响在中学生中表现较明显,会出现一些与视觉不良相关的心理健康行为表现。 结论:我们首次总结了汕头市中小学生中弱视斜视的流行病学分布特点,并强调了与学生心理健康行为间存在关联。同时,弱视斜视为视觉发育期眼病,我们应当加强疾病的病因机制的研究,只有了解视觉发育可塑性机制才能为真正解决相关眼病的困扰带来希望。 第二部分视觉发育的转录组学研究 目的:通过对比性地研究小鼠在视觉发育关键期间的视皮层转录组表达情况,筛选差异表达基因及关键基因,并系统性、动态化地研究关键基因在视觉发育不同时期的表达情况,从而探索视觉发育期间相关基因的表达规律,为了解视觉发育期眼病发生的基因机制提供基础。 方法:研究对象为C57BL/6J小鼠,研究方法分以下几步:⑴暗饲养动物模型的建立与分组:依照光照度标准设计动物暗环境饲养室与饲养笼;实验动物分暗饲养组(实验组, Dark-reared group,DR),正常饲养组(对照组,Normally reared group,NR)及转换组(Dark-reared28d+Normally reared32d group,DRNR);设4个视觉发育不同阶段为观察时间点:出生后(Postnatal)7d(P7,未睁眼期)、14d(P14,睁眼期)、28d(P28,视觉发育关键期)、60d(P60,成年期);每组8只小鼠。⑵小鼠脑视皮层的取材定位与组织化学染色。⑶视皮层取材、抽提RNA。⑷取DR与NR组各3只P28小鼠视皮层RNA行转录组测序(RNA-Seq)。⑷测序数据的生物信息学分析与筛选关键基因。⑸实时荧光定量PCR检测在4个视觉发育不同时间点小鼠视皮层中关键基因的动态表达。⑹实验数据的统计学处理分析。 结果:⑴在暗饲养动物模型的建立过程中,与以往不同的是引用光照度值为参考标准和使用夜视仪作为暗饲养时的助视设备,规范地建立动物模型;脑视皮层尼氏染色结果与文献报道一致。⑵RNA-Seq结果:视觉发育可塑性关键期DR组与NR组比较视皮层中有51个表达上调与25个表达下调的基因,其中在功能上与大脑神经突触发育相关的基因有:Bdnf、Fos、Cyr61、Nrg3、Dusp1、Adra2a、Ctgf、Eef2k、Fkbp5、Fosb、Gadd45g、Junb、Mir212、Npas4、Nr4a2、Per2、Hunk、Nptx2、Pim1、Sorcs3;同时依照差异基因筛选及已知文献检索,筛选出5个与大脑神经突触发育密切相关的关键基因:Bdnf、Fos、Cyr61、Nrg3、Dusp1基因。⑶5个关键基因在三组的表达结果:P28时间点Q-PCR验证结果与转录组测序结果基本一致;DR组总体上呈上调表达的基因为Cyr61、Dusp1与Fos基因,更有意义的是在DRNR组,以上3个基因的表达均高于NR组;在DR组中,表达呈现下调趋势的是Bdnf基因,但在DRNR组,其表达却明显增加,Nrg3基因的表达则表现出波动的特点,暗环境饲养在视觉发育初期及关键期会抑制它的表达,但在成年后或转正常饲养后,其表达又会增加;在DRNR组,所有5个关键基因的表达水平均异常于NR组,表明在视觉发育关键期的暗饲养,已可能造成基因表达层面的不可逆性损害。⑷5个关键基因在正常对照组也有各自的表达规律:Cyr61、Dusp1与Fos基因在P7表达低,后逐渐增加至P60达最高水平;Bdnf基因在P7时表达也非常低下,到P28达最高水平,P60后又下降;而Nrg3基因则在P7时表达高,后逐渐下降。 结论:通过本研究,我们筛选出一批视觉发育可塑性关键期相关基因,提示视觉发育关键期暗环境处理会改变小鼠视皮层的基因表达并可能造成不可逆性损害;同时更具系统性、动态化地对5个关键基因的表达规律进行研究,研究结果对今后研究视觉发育相关基因的功能与进一步探讨弱视等眼病的发生机制具有一定的参考价值。