炎症在大鼠放射性视网膜病变模型中的作用

2024-07-31 Wed
辐射视网膜病变研究报告辐射视网膜病变（Radiation Retinopathy，RR）是眼科肿瘤治疗中使用放射治疗（例如镶嵌近距离放射疗法或质子束疗法）后常见的副作用。RR表现为延迟性和逐渐发展的微血管病变、缺血和黄斑水肿，最终可能导致视力丧失、新生血管性青光眼，甚至在极端情况下导致眼球摘除。尽管抗血管内皮生长因子（VEGF）药物、类固醇和激光光凝疗法对RR有一定疗效，但效果有限，同时视网膜炎症在RR中起到的作用及其对微血管损伤的贡献尚未完全理解。本文旨在通过实验探索在放射治疗后细胞和血管事件的时间进程。
研究来源本篇论文由Cécile Lebon、Denis Malaise、Nicolas Rimbert、Manon Billet、Gabriel Ramasamy、Jérémie Villaret、Frédéric Pouzoulet、Alexandre Matet和Francine Behar-Cohen等人共同撰写。这些作者分别来自法国巴黎的Centre de Recherche des Cordeliers、Institut Curie、Université Paris Saclay、Sorbonne Université等多个研究机构。论文发表于2024年《Journal of Neuroinflammation》。
研究背景RR多出现在眼肿瘤治疗后，如为治疗脉络膜黑色素瘤进行的镶嵌近距离放射疗法或质子束疗法。典型的RR通常在放疗后6个月到3年，甚至更晚时出现，主要表现为逐渐发展的血管病变。临床表现包括视网膜出血、新生血管性青光眼等，可能导致严重视力损害。RR的发生和严重程度与累积辐射剂量、剂量分配和暴露范围密切相关。目前对于RR的治疗方案有限，主要依赖于VEGF抑制剂和激光光凝疗法，效果虽佳，但无法根治。因此，RR仍然是一个未满足的医学需求。
研究方法为了解决RR的成因问题，研究团队建立了一个大鼠模型，并分析了在45 Gy X射线照射后1周、1月和6个月的细胞和血管事件进程。
动物模型构建：
六周龄雄性长埃文大鼠被用作实验对象，所有实验步骤都按照视觉和眼科研究协会（ARVO）的声明进行。实验动物在注射45 Gy X射线后，分别于一周、一月和六个月取样进行分析。
视网膜缺氧和血管检测：
使用Hypoxyprobe-1试剂盒检测视网膜灌注和缺氧状态。大鼠在牺牲前三小时被注射探针，然后取出眼球，通过免疫荧光染色方法检测缺氧区域及血管状态。
平展视网膜和RPE样本：
对牺牲后的视网膜和视网膜色素上皮（Retinal Pigment Epithelium，RPE）进行平展染色，使用不同的抗体标记进行细胞和血管分析。
冰冻切片和西氏印迹:
制备10 μm厚的冰冻切片，检测细胞死亡和GFAP（Glial Fibrillary Acidic Protein，神经胶质纤维酸性蛋白）的表达。分析结果使用Prism 8软件进行统计。
研究结果模型构建和外观变化：
通过三个周期的15 Gy X射线照射，总剂量45 Gy建立的RR大鼠模型，眼部周围出现轻微的脱毛和皮肤色素沉着变化，且视网膜未观察到显著的早期损伤。
视网膜缺氧和血管状态：
通过Pimonidazole染色，6个月后大鼠视网膜显示显著的缺氧状态，且小血管数量显著减少。这与大鼠模型中的RR患者相似，呈现出视网膜的慢性缺氧和血管病变。
细胞死亡：
使用TUNEL技术检测到放射引起的视网膜细胞死亡，从照射后一周开始，并在随后几个月内持续存在。主要表现为外核层（Outer Nuclear Layer，ONL）的细胞死亡，提示放射引起的持续性应激。
胶质细胞激活和血管损害：
使用GFAP检测到视网膜胶质细胞在放射后迅速被激活，并逐步渗入视网膜内层。通过Western Blot进一步验证，GFAP的表达从1周持续到6个月均显著升高。同时，Iba1（Ionized Calcium-Binding Adaptor Molecule 1）染色显示，微胶质细胞在6个月时侵入整个视网膜，并与血管接触紧密。
外视网膜血管屏障（Blood-Retinal Barrier，BRB）破坏：
RPE的结构在放射后一月开始出现显著变化，包括细胞形态和大小的改变，细胞骨架F-actin的重构，ZO-1（Zonula Occludens-1）表达减少，RPE层的“zigzag”样排列和细胞间开口，显示出放射引起的BRB泄漏。
研究结论这项研究强调了辐射对RPE和视网膜的损害，尤其是对内外BRB完整性的影响。研究证明了持久的炎症机制在RR发展中的重要性。通过这一大鼠模型的研究，发现其与RR患者的临床观察具有较大相关性，有助于进一步研究RR的病理机制。未来的研究应深入探讨脉络膜/视网膜炎症介质，以便更好地针对有害炎症进行治疗，防止辐射后不可逆的视网膜损伤。