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視覺神經係統發育和單眼斜視及剝奪性弱視模型視皮質17區同源框基因表達研究

發布日期:2014-09-26點擊次數:3021次

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  作者:邵立功, 郭慧, 郭永勝
  1. 中國優生優育協會眼病防治技術專業委員會, 
  2. 西安華亞眼視光學研究所, 
  邵立功 主任,教授,視覺發育學與眼科學博士後,中國優生優育協會眼病防治技術專業委員會
  目的 ISL-1基因(Homeboxgene)是同源框基因家族成員, 是一類含有同源序列的基因,它編碼的蛋白作為轉錄調節因子調節神經細胞的分化和生長發育, 控製基因表達形式,其表達產物主要在視覺神經係統的分化和生長發育中起著調製作用。本課題探討ISL-1基因在幼貓視覺神經係統發育和單眼斜視及剝奪性弱視視皮質發病中的表達規律、所起作用及其意義。為臨床防治斜視和剝奪性弱視提供參考依據並進一步認識弱視形成機製和尋找拮抗弱視形成及逆轉弱視更行之有效的方法。
  方法 隨機將36隻出生2-3wK健康幼貓分為3組:正常發育(Normal Develop.,ND)組12隻;單眼斜視(Monocular Strabismus, MS)組12隻動物手術眼別為右眼6隻,左眼6隻,術後內斜10-350不等。單眼剝奪(MonocularDeprived, MD)組動物手術封閉實驗眼,右眼6隻,左眼6隻,共計12隻。動物的飼養條件為正常發育ND、MS和MD組全部實驗幼貓在同等自然視環境中散放喂養,從每隻動物手術後一天算起到第16周時行視覺電生理(MPVEPs)檢測。以6導程圖形視覺誘發電位儀(6-channel- pattern visual evoked potential, 6CPVEP)檢測MS和MD弱視的形成後,應用生物素過氧化物酶標記鏈酶卵白素複合物(strept-avidin biotin-peroxidae complex, SABC)技術處理ISL-1基因單克隆抗體標記的正常ND,MS及MD組幼貓同側視皮質17區組織連續切片,照相觀察並行計算機圖像分析和t-test處理。結果 視皮質17區可見isl-1免疫陽性神經元呈棕褐色,細胞核呈棕褐色濃染,神經元胞漿及軸樹突著色不明顯,具有明顯的細胞核著色形態學特征並主要分布在II/III、IV abc、V和VI層。比較各組貓視皮質17區IV層isl-1免疫陽性細胞核染色濃度和數密度; ND/MS和ND/MD具有顯著差異(P<0.01; P<0.001), MS和MD幼貓視皮質17區的isl-1與正常ND組相比其活性(細胞核染色濃度)減弱,且數量明顯減少。 
  結論 敏感期內MS和MD幼貓視皮質17區神經元核isl-1基因表達的濃度減弱和數量減少,提示MS和MD幼貓視覺係統神經元的isl-1基因調製神經生長發育及分化的能力衰弱或因其表達減弱啟動了神經元的退變行為,它可能是形成斜視和剝奪性弱視產生的內在因素,而視覺環境的紊亂及形覺剝奪則是外在因素,存在著兩者互為影響製約關係。敏感期內矯正斜視和剝奪可使弱視逆轉與視覺神經係統內isl-1基因表達的塑性變化有關。 isl-1基因變化遵循優勝劣汰的雙眼競爭原則,它是導致視覺係統傳導路神經元塑性變化的重要啟動基因,即它可能是導致視覺神經係統進化並調製生長發育的初始基因。 ISL-1在神經元表達部位主要在細胞核,其活性終生存在, 在研究退行性變疾病及弱視發病機理中為不可忽視的重要作用因子之一。 至於ISL-1與NTFs和bcl-2及NMDA受體之間的關係是否具有協同,輔助及交互作用目前還難以解釋,有待進一步探討研究。


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