PDR患者視網(wǎng)膜前膜中miR-126和VEGF的表達(dá)及意義

金 益 盧珊珊 牟曉月

增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變(proliferative diabetic retinopathy，PDR)是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，糖尿病性視網(wǎng)膜損害刺激視網(wǎng)膜新生血管生成，引起纖維增殖，嚴(yán)重者可牽拉視網(wǎng)膜導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫離，導(dǎo)致患者視力嚴(yán)重下降甚至失明[1]。miR-126位于內(nèi)皮細(xì)胞分泌的表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域7中，多項(xiàng)研究證實(shí)，miR-126在角膜新生血管等新生血管類眼科疾病中發(fā)揮重要調(diào)控作用[2,3]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)能夠特異性地作用于內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和血管形成，是重要的促血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子[4]。本研究通過檢測(cè)PDR患者視網(wǎng)膜前膜中miR-126、VEGF表達(dá)，探究miR-126與PDR新生血管形成的可能作用機(jī)制，現(xiàn)報(bào)道如下。

資料與方法

1.一般資料：選擇2015年4月～2018年4月在筆者醫(yī)院眼科行玻璃體切除術(shù)的PDR患者80例(80眼)作為研究對(duì)象(PDR組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)均為2型糖尿病，符合《中國2型糖尿病防治指南(2013版)》中診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。(2)經(jīng)眼底熒光血管造影等檢查有視網(wǎng)膜新生血管形成、玻璃體積血等。(3)患者及其家屬對(duì)本研究知情同意。(4)經(jīng)醫(yī)院倫理學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)高眼壓癥、青光眼、角膜新生血管等其他眼部疾病。(2)合并嚴(yán)重心臟、肝臟、腎臟、血液病、免疫系統(tǒng)及代謝系統(tǒng)疾病。(3)無既往眼部手術(shù)史、激光治療史及嚴(yán)重前節(jié)屈光間質(zhì)渾濁。另選擇同時(shí)期行玻璃體切除術(shù)的非糖尿病特發(fā)性黃斑裂孔(idiopathic macular hole，IMH)患者50例(50眼)作為對(duì)照(IMH組)。

2.視網(wǎng)膜前膜采集：術(shù)前控制PDR患者血糖在正常范圍，行常規(guī)眼壓、視力等檢查。采用23G三切口玻璃體切除術(shù)，剝離視網(wǎng)膜前膜，使用顯微鑷(廣州達(dá)美康科技有限公司)取出膜組織。

3.RT-PCR：取視網(wǎng)膜前膜組織，提取膜組織RNA，分別以U6、β-actin為內(nèi)參對(duì)照，RT-PCR檢測(cè)膜組織中miR-126和VEGF mRNA、CD34 mRNA相對(duì)表達(dá)量。miR-126引物上游：5′-GGGGTCGTACCGTGAGT-3′，下游：5′-CAGTGCGTGTCGTGGAGT-3′，VEGF引物上游：5′-AGGGCAGAATCATCACGAAG-3′，下游：5′-GGGAACGCTCCAGGACTTAT-3′，CD34引物上游：5′-CCTGCCGTCTGTCAATGTC-3′，下游5′-GCACTCCTCGGATTCCTGAAC-3′。

4.免疫組織化學(xué)染色：將上述視網(wǎng)膜前膜迅速轉(zhuǎn)入10%甲醛固定液中固定10～24h，經(jīng)不同濃度梯度乙醇脫水后，使用二甲苯置換出膜組織中乙醇，浸蠟后包埋于石蠟中，冷卻后，連續(xù)切片4mm厚，攤片，70℃烤片1h。組織染色方法：石蠟切片經(jīng)常規(guī)脫蠟、脫水、組織抗原修復(fù)及阻斷內(nèi)源性過氧化酶活性后，加入正常山羊血清封閉，室溫放置30min后，分別加入稀釋過的山羊抗兔VEGF抗體、鼠抗人CD34抗體(上海艾博抗貿(mào)易有限公司)，以PBS代替一抗作為對(duì)照，4℃下過夜孵育后，室溫放置30min，沖洗，加入二抗(上海艾博抗貿(mào)易有限公司)，37℃孵育1h，沖洗。DAB染色，蘇木素復(fù)染，脫水、封片，顯微鏡下觀察、拍照。

5.圖像分析：(1)VEGF蛋白分布密度：顯微鏡下，采用計(jì)算機(jī)圖像采集系統(tǒng)隨機(jī)采集每個(gè)VEGF免疫組化染色切片的3個(gè)區(qū)域圖像，應(yīng)用Image-proplus 6.0軟件分析圖像，細(xì)胞質(zhì)或(和)細(xì)胞膜呈棕褐色為陽性，選取特定陽性區(qū)域，計(jì)算陽性區(qū)域積分吸光度(integral absorbance，IA)值，以IA平均值代表VEGF蛋白分布密度。(2)微血管密度(microvessel density，MVD)計(jì)數(shù)：參考韓林峰等[6]方法計(jì)數(shù)MVD，被CD34抗體染色為棕褐色的單個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞或細(xì)胞簇即為1個(gè)微血管計(jì)數(shù)，組織結(jié)構(gòu)不相連的分支結(jié)構(gòu)也記作1個(gè)微血管，排除血管肌層較厚的血管。首先顯微鏡(×100)下找到微血管最多的區(qū)域，然后計(jì)數(shù)(×200)3個(gè)視野的微血管數(shù)，取3個(gè)視野平均數(shù)作為MVD。

結(jié) 果

1.兩組一般資料：PDR組和IMH組患者性別、年齡、術(shù)前眼壓等一般資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，術(shù)前血糖、最佳矯正視力等一般資料比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),詳見表1。

2.兩組miR-126、VEGF mRNA表達(dá)水平：PDR組患者視網(wǎng)膜前膜組織中miR-126相對(duì)表達(dá)量低于IMH組患者，VEGF mRNA、CD34 mRNA相對(duì)表達(dá)量高于ROV組患者，兩組患者視網(wǎng)膜前膜組織中miR-126、VEGF mRNA、CD34 mRNA相對(duì)表達(dá)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見表2和圖1。

表1 兩組一般資料比較

Δ1mmHg=0.133kPa

表2 PDR組和IMH組患者視網(wǎng)膜前膜組織中miR-126、VEGF mRNA表達(dá)水平

3.免疫組化：免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，PDR組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF、CD34均呈陽性表達(dá)，IMH組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF、CD34陽性表達(dá)較PDR組減少。

PDR組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF IA值為0.031，IMH組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF IA值為0.016，PDR組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF IA值顯著高于IMH組患者(t=11.619，P=0.000)。200倍顯微鏡下計(jì)數(shù)，PDR組視網(wǎng)膜前膜MVD為5.82～10.31個(gè)，平均MVD為8.06±1.57個(gè)，IMH組MVD為1.96～5.87個(gè)，平均MVD為3.91±0.82個(gè)，PDR組患者視網(wǎng)膜前膜MVD顯著高于IMH患者(t=4.058，P=0.015),詳見圖2。

圖1 miR-126、VEGF mRNA、CD34 mRNA相對(duì)表達(dá)量與IMH組比較，*P<0.05

圖2 PDR組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF免疫組化(×400)A.PDR組VEGF蛋白表達(dá)；B.IMH組VEGF蛋白表達(dá)；C.PDR組CD34陽性細(xì)胞；D：IMH組CD34陽性細(xì)胞

4.PDR組miR-126、VEGF的關(guān)系：PDR組患者視網(wǎng)膜前膜組織中miR-126與VEGF表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.543，P=0.014)，與CD34表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.730，P=0.000)；PDR組患者視網(wǎng)膜前膜組織中VEGF與CD34表達(dá)水平呈顯著正相關(guān)(r=0.571，P=0.005)，詳見圖3。

討 論

圖3 miR-126、VEGF、CD34的相關(guān)性分析

糖尿病性視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)是由持續(xù)性高血糖引起的一種慢性、進(jìn)行性危害視力的視網(wǎng)膜微血管病變，PDR以視網(wǎng)膜出現(xiàn)新生血管形成為主要特征，對(duì)患者視力危害更大[7,8]。研究表明，miR-126表達(dá)下調(diào)可能與糖尿病患者內(nèi)皮損傷有關(guān)，并通過介導(dǎo)內(nèi)皮功能損傷參與糖尿病血管并發(fā)癥發(fā)生[9]。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，DR小鼠內(nèi)皮細(xì)胞和視網(wǎng)膜周細(xì)胞中miR-126表達(dá)明顯降低，IRS-1明顯升高，而過表達(dá)miR-126可明顯抑制內(nèi)皮細(xì)胞和視網(wǎng)膜周細(xì)胞侵襲和生存能力，抑制IRS-1及PI3K/AKT通路蛋白表達(dá)，提示miR-126在DR發(fā)生中具有重要調(diào)控作用，可能是DR的潛在治療靶點(diǎn)[10]。CD34抗原一種與新生小血管相關(guān)的階段特異性白細(xì)胞分化抗原，選擇性地表達(dá)與人類血管內(nèi)皮細(xì)胞、祖細(xì)胞表面，在新生血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)量遠(yuǎn)高于非新生血管內(nèi)皮，是最穩(wěn)定、敏感且特異性的新生血管內(nèi)皮標(biāo)志物[11,12]。本研究顯示，PDR患者視網(wǎng)膜前膜組織中miR-126相對(duì)表達(dá)量顯著低于對(duì)照組，VEGF mRNA、CD34 mRNA相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組，免疫組化觀察發(fā)現(xiàn)，PDR組患者視網(wǎng)膜前膜中VEGF、CD34陽性表達(dá)多于對(duì)照組，PDR組VEGF蛋白分布密度及MVD均顯著高于對(duì)照組，說明PDR患者新生血管增多。

DR病理改變包括視網(wǎng)膜基膜增厚、毛細(xì)血管閉塞、血-視網(wǎng)膜屏障破壞及新生血管生成等，毛細(xì)血管閉塞可導(dǎo)致視網(wǎng)膜局部缺氧，引發(fā)VEGF等促進(jìn)組織血管生成因子的產(chǎn)生，進(jìn)一步促進(jìn)新生血管生成，使DR發(fā)展成為PDR[13,14]。VEGF參與DR的發(fā)病機(jī)制包括：①糖代謝的多元醇通路異常激活可進(jìn)一步激活VEGF基因，促進(jìn)DR病程進(jìn)展；②高糖可激活蛋白激酶C途徑，通過上調(diào)VEGF，促進(jìn)新生血管形成，促進(jìn)DR進(jìn)展為PDR；③糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)過量產(chǎn)生促進(jìn)VEGF分泌，增加視網(wǎng)膜毛細(xì)血管通透性；④VEGF促進(jìn)慢性炎癥過程，進(jìn)一步損害視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞[15，16]。多項(xiàng)研究證實(shí),VEGF是miR-126的靶基因，兩者在促進(jìn)新生血管生成、維持血管完整性等過程中存在調(diào)控作用。如Chen等[17]研究證實(shí)，過表達(dá)miR-126可以通過負(fù)調(diào)控VEGF-A信號(hào)，抑制胃癌腫瘤生長和腫瘤血管生成。另有研究表明，miR-126在風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中低表達(dá)，促進(jìn)成骨細(xì)胞中VEGF表達(dá)，增加內(nèi)皮細(xì)胞血管生成，而過表達(dá)miR-126則有相反效果[18]。

本研究顯示，PDR患者視網(wǎng)膜前膜中miR-126表達(dá)水平與CD34呈顯著負(fù)相關(guān)，而VEGF表達(dá)水平與CD34呈顯著正相關(guān)，說明視網(wǎng)膜前膜中miR-126、VEGF表達(dá)水平與新生血管生成有關(guān)。PDR患者視網(wǎng)膜中VEGF表達(dá)異常增高，誘導(dǎo)大量新生血管生成，手術(shù)治療中極易出現(xiàn)活動(dòng)性出血而影響手術(shù)成功率。近年來臨床實(shí)驗(yàn)表明，抗VEGF治療抑制新生血管活動(dòng)性，可有效提高手術(shù)成功率[19]。本研究表明，PDR患者視網(wǎng)膜前膜中miR-126表達(dá)水平與VEGF呈顯著負(fù)相關(guān)，推測(cè)miR-126和VEGF在PDR新生血管生成中存在調(diào)控機(jī)制，通過干擾miR-126表達(dá)，可降低視網(wǎng)膜前膜中VEGF表達(dá)，對(duì)PDR病情發(fā)展起抑制作用，且有助于提高PDR治愈率及術(shù)后視力恢復(fù)。

綜上所述，PDR患者視網(wǎng)膜前膜中miR-126和VEGF異常表達(dá)，可能是新生血管形成的重要病理機(jī)制，在PDR發(fā)病及進(jìn)展過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用，提示miR-126可作為PDR臨床治療的新靶點(diǎn)。但miR-126和VEGF在視網(wǎng)膜前膜新生血管形成的具體調(diào)控途徑有待于進(jìn)一步探究。