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文章从以下三部分进行论述: 第一部分:睑板腺功能障碍诱导的小鼠干眼动物模型的建立 目的:睑板腺功能障碍(MGD)是引起蒸发过强型干眼最常见的病因,但是MGD引起的眼表面病变的病理生理过程目前还知之甚少。本研究的主要目的是建立蒸发过强型干眼的动物模型,并观察该类型干眼的眼表病理变化过程。 方法:用裂隙灯显微镜观察外异蛋白基因(EctodysplasinA,EDA)突变鼠(Tabby鼠)的眼表病变过程,用荧光素钠染色方法检测Tabby鼠的角膜上皮缺损状况,用酚红棉线检测小鼠的水性泪液分泌,对角膜和眼睑进行H&E染色和油红染色。用扫描电镜观察眼表面上皮细胞的微绒毛变化。用蛋白质电泳(Western blot)和/或实时定量PCR(qRT-PCR)方法检测眼表上皮K12、K10、SPRR1B、MUC5AC、MUC1、MUC4、MUC13和MUC15等基因或蛋白的表达情况。 结果:8周龄至16周龄Tabby鼠的眼表相继出现角膜上皮缺损,角膜基质混浊,角膜新生血管长入以及角膜血管翳形成等病变。Tabby鼠的水性泪液分泌没有减少,但体外泪液蒸发时间显著变短。Tabby鼠角膜上皮细胞表面微绒毛明显减少、缩短。Tabby鼠的结膜杯状细胞分布密度没有变化,但其MUC5AC和MUC5B表达显著增加。Tabby鼠角膜上皮K10和SPRR1B的表达于出生后第4周开始上升,并随时间逐渐增强,这说明Tabby鼠角膜出现鳞状上皮化生。 结论:Tabby鼠的眼表病变与蒸发过强型干眼的眼表病变相似,可以作为睑板腺功能障碍诱导的干眼小鼠动物模型。对Tabby鼠眼表病变的研究将有助于我们更深入地了解睑板腺在维持眼表健康中的作用,为今后开发筛选新药物治疗这类疾病提供帮助。 第二部分:外异蛋白(Eda)促进角膜上皮细胞增殖 目的:EDA基因编码Ectodysplasin A(Eda)蛋白,该基因突变会导致X染色体连锁外胚层发育不良综合征(X-linked anhidrotic-hypohidrotic ectodermal dysplasia,XLHED)。XLHED患者可出现睑板腺发育障碍,但Eda蛋白在眼表的作用并不清楚。 方法:裂隙灯显微镜下观察EDA基因突变鼠(Tabby鼠)的眼表病变。采用ELISA方法检测人泪液、血浆中的Eda浓度。用蛋白质电泳(Western blot)和/或免疫荧光(IF)以及实时定量PCR(qRT-PCR)检测Eda、Eda受体Edar、Ki67、EGFR、磷酸化EGF(p-EGFR)、磷酸化ERK1/2(p-ERK)的表达。用划痕实验检测Eda蛋白对人角膜上皮细胞系HCE细胞的迁移作用,用CCK8试剂检测Eda蛋白对HCE细胞的促增殖作用。 结果:Eda蛋白高表达于小鼠睑板腺腺泡上,人泪液中含有Eda蛋白,但血浆中未检测出Eda蛋白。在4-8周龄Tabby鼠,角膜上皮存在缺损,角膜上皮厚度较薄。Tabby鼠角膜上皮的增殖细胞较少,角膜上皮损伤愈合速度较慢,在体外培养眼球中发现Eda蛋白促进角膜上皮损伤愈合。Tabby鼠角膜上皮EGFR、p-EGFR、p-ERK1/2的表达水平较同龄野生型小鼠低,体外细胞培养显示Eda蛋白促进HCE细胞Ki67、EGFR、p-EGFR和p-ERK1/2的表达,且变化趋势与Eda蛋白浓度正相关。 结论:睑板腺分泌Eda蛋白进入泪液,并促进角膜上皮细胞增殖。Eda重组蛋白有望在临床上用于治疗角膜上皮损伤。 第三部分:外异蛋白(Eda)通过激活SHH信号通路调控上皮屏障 目的:探讨Eda蛋白对角膜和皮肤上皮屏障功能的作用。 方法:裂隙灯显微镜下用荧光素钠染色观察Tabby鼠的眼表病变。用羧基荧光素(carboxy fluorescein)做角膜渗透性实验,用蛋白质电泳(Western blot)和/或实时定量PCR(qRT-PCR),以及免疫荧光(IF)方法检测角膜、皮肤,以及人角膜上皮细胞系HCE细胞的ZO-1、Claudin-1、Gli-1、Shh的表达。用LB固体培养基进行角膜组织匀浆的细菌培养。 结果:饲养在普通级环境的Tabby鼠的角膜血管翳形成和尾部皮肤溃疡的发病率高于SPF级饲养环境。Tabby鼠的角膜和皮肤上皮紧密连接蛋白ZO-1和Claudin-1表达水平明显低于同龄野生型小鼠。Eda蛋白可以显著改善Tabby鼠的角膜上皮屏障破坏。体外皮肤培养以及HCE细胞培养实验证实Eda蛋白可以通过激活Shh信号通路来调节ZO-1和Claudin-1的表达。 结论:Eda蛋白调控表皮细胞间紧密连接的形成,对表皮屏障至关重要。我们的发现不仅揭示了EDA基因新的功能,也对XLHED相关疾病的发病机制提供新的视角。