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2023年7月 第38卷 第7期11
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增殖性糖尿病视网膜病变玻璃体 SDF-1 和 VEGE 的含量分析

Vitreous Levels of Stromal Cell-Derived Factor-1and Vascular Endothelial Growth Factor inDiabetic Retinopathy

来源期刊: 眼科学报 | 2008年3月 第24卷 第1期 6-9 发布时间: 收稿时间:2024/11/19 16:07:37 阅读量:327
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基质细胞衍生因子血管内皮生长因子糖尿病视网膜病变
Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) Vascular endothelial growth factor(VEGF) Diabetic retinopathy
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目的:研究增殖性糖尿病视网膜病变患者玻璃体基质细胞衍生因子(Strmalcell-derivedfactor-1, SDF-1)和血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor, VECF)的浓度,及其相互作用关系。
方法:酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测玻璃体内 SDF-1 和 VEGF 的含量,每个标本重复3次。实验组为增性糖尿病视网膜病变(Proliferalive diabeticretinopathy, PDR)的住院患者30例,对照组为同期行玻璃体切除术的特发性黄斑裂孔患者12例。
结果: PDR 患者玻璃体 VECF 的平均浓度为(2865.87+387.85) pg/ml,明显高于特发性黄斑裂孔组[(142.42+21.03) pg/ml,< 0.0001]。增殖性糖尿病视网膜病变患者玻璃体 SDF-1的含量平均为(298.40+24.57) pg/ml,对照组为(86.91+15.89) pg/ml,两组的差异具有统计学意义(< 0.0001)。在30例PDR患者玻璃体内 VEGF 和 SDF-1 的含量表现为正相关(Peanson相关系数 r=0.62,< 0.001)。
结论:增殖性糖尿病患者玻璃体 SDF-1 和 VECF 的含量均高于非糖尿病患者,提示 SDF-1 和 VEGF 共同参与了增殖性糖尿病视网膜病变患者病理性新生血管的形成过程。
Purpose: To investigate the levels of stromal cell-derived factor-1(SDF-1) andvascular endothelial growth factor (VEGF) in the vitreous of patients with proliferativediabetic retinopathy.
Methods: The levels of $DF-1 and VEGF in the vitreous of 30 eyes of 30 patients withproliferative diabetic retinopathy(PDR)and 12 eyes of 12 patients with idiopathicmacular hole (MH) were measured by enzyme-linked immunosorbent assay. Vitreousfluid samples were obtained by vitrectomy.
Resuls: The vitreous concentration of VEGF was signifcantly higher in eyes with PDR(2 865.87+387.85 pg/ml) than in eyes with idiopathic macular hole (142.42+21.03 Pgml, P< 0.000 1). The vitreous level of SDF-1 was also significantly higher in eyes withPDR (298.40+24.57 pg/ml ) than in eyes with idiopathic macular hole (86.91+15.89Pg/ml, P<0.000 1 ). The vitreous concentration of SDF-1 correlated significantly with that of VEGF in eyes with PDR( [correlation coefficient]r=0.62,P<0 .001)
Conclution: Vitreous levels of both SDF-1 and VEGF in patients with PDR aresignificantly higher than those of nondiabetic patients. SDF-1 may be correlated withVEGF in angiogenesis in PDR.
        新生血管的的增生是治疗增殖性糖尿病视网膜病变(Proliferative diabetic retinopathy, PDR)最棘手的问题之一,往往引起玻璃体出血、牵引性视网膜脱离以及新生血管性青光眼,从而导致严重的视力丧失。一直以来,人们认为新生血管是由缺血组织邻近的成熟的血管内皮细胞增殖、移行而形成。然而,越来越多的证据表明骨髓来源的内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells, EPCs)也参与了病理性新生血管的生成[1]。Butler等报道了在其小鼠的增殖性视网膜病变模型当中,大部分新生血管的构成来源于内皮祖细胞[2]
       基质细胞衍生因子(Stromal cell-derived factor-1, SDF-1)属于CXC类趋化因子,CXCR4是其唯一受体。已有研究证实 SDF-1 可以诱导EPCs至缺血组织并参与构成新生血管[3]。除此之外,CXCR4 选择性表达在血管内皮细胞上,并在促血管新生因子的作用下表达上调,如血管内皮生长因子(Vascularendothelial growth factor, VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblast growth factor, bFGF )[4]本研究旨在检测PDR患者玻璃体内 SDF-1 和 VEGF 的含量,分析二者在视网膜新生血管形成过程中的相互关系,并进一步探讨全视网膜光凝(Pan-Retinal photocoagulation, PRP)可能存在的影响。

资料与方法

       病例组来源为 2006 年1月至2007年3月于我院诊断为 PDR 的住院患者0例,对照组为同期行玻璃体切除术的特发性黄斑裂孔患者12例。所有患者以前均未行过玻璃体切除术。因部分患者术前接受过激光治疗,又在30例 PDR患者中将接受过全视网膜光凝的归为完全 PRP组,未行激光治疗或仅接受过局部视网膜光凝的归为非完全 PRP治疗或无激光治疗组。
       玻璃体手术开始时,以一个5 ml 的无菌注射器连接至玻切管,在无灌注的状态下切除玻璃体约0.5至0.8 ml。将注射器置于冰上,并在10 min 内转至消毒的 Eppendorf 管内,15 000 转,4度离心5 min ,取上清,分装并于-80℃保存。酶联免疫吸附法(Enzyme-inked immunosorbent assay, ELISA)检测 SDF-1 和 VEGF 的含量,人 SDF-1 及 VECFELISA 试剂盒购于美国 R&D 公司。每个标本重复3次。统计方法:利用 SPSS 13.0 进行数据分析,主要采用独立样本检验,并以均数+标准误来表达。< 0.05 视为差异有显著性。

结果

       增殖性糖尿病视网膜病变患者玻璃体 VECF 的平均浓度为(2865.87+387.85) pg/m,明显高于特发性黄斑裂孔组[(142.42+21.03) pg/ml;< 0.0001,图1]。其中1名特发性黄斑裂孔患者玻璃体内 VEGF 含量未检出。增殖性糖尿病视网膜病变患者玻璃体 SDF-1 的含量平均为(298.40+24.57) pg/ml,而对照组为(86.91+15.89) pg/ml且有3例近乎测不到。两组的差异具有统计学意义(< 0.0001,图 2)。在30例 PDR 患者玻璃体内 VEGF 和 SDF-1 的含量表现为正相关(Pearson相关系数r=0.62,P < 0.001,图 3)。
       我们接着分析了全视网膜光凝对玻璃体内 VEGF 和 SDF-1 可能存在的影响。在玻璃体切除术前3年内接受过完全 PRP 的 PDR 患者有8例,占总 PDR 组的27%。其中,这8例 PDR 患者玻璃体内 VEGF 的平均含量为(1817.63+633.63) pg/ml,低于剩余的22例未接受过完全的 PRP 惠者[平均为(3 247.05+456.79)Pg/ml]。然而,差异在统计学上没有显著性(= 0.10)。完全 PRP 组的患者玻璃体内 SDF-1 的平均浓度为(222.00+32.89) pg/ml,也低于未行完全 PRP 或者激光治疗的患者(320.18+29.40 Pg/ml),二者无显著性统计学差异(= 0.059)。

讨论

       经典的新生血管理论认为,新生血管是由病变邻近组织成熟的血管内皮细胞增殖、移行而行成。近来,多家研究证实,在缺血组织中,骨髓来源的细胞在病理性新生血管构成中占有0%~90% 的比率[5]。在下肢缺血性病变和心肌缺血动物模型中,人们发现体外注射的EPC细胞参与了新生血管的构成,从而增加了病变组织的血供[6]。Diego等利用绿色荧光蛋白标记造血干细胞,发现在激光诱导的小鼠的脉络膜新生血管中,70%的巨噬细胞和50%~60%的内皮及血管平滑肌细胞显示绿色荧光。这就提示了实验性脉络膜新生血管的细胞构成大部分来自骨髓造血干细胞[7]
       SDF-1 是白细胞、造血干细胞以及内皮细胞的趋化因子。SDF-1 缺乏的小鼠,在出生后不久就会因为髓系形成不良,使间隔缺损或者胃肠不能血管化而死亡[8]。有研究报道,体外给予 SDF-1 可以促进缺血性下肢病变模型的新生血管化。除此之外,SDF-1 转基因鼠可以诱导 EPC 细胞至下肢缺血处,形成血管并增加血流量[9]
       在本研究中,PDR患者玻璃体 SDF-1 的平均含量[(298.40+24.57) Pg/ml]明显高于特发性黄斑裂孔患者[(86.91+15.89) pg/m,< 0.0001]。Brooks 等也报道了在糖尿病视网膜病变患者眼内,SDF-1 的含量随黄斑水肿的程度而增高[10]。由于我们选取的病例均为活动性的增殖性视网膜病变,因此,本研究中 SDF-1 的平均浓度可能更直接地反应了新生血管活动性的水平。我们的结果提示 SDF-1 可能在增殖性糖尿病视网膜病变的病理过程中起到了一定的作用。
       我们还发现 PDR 患者玻璃体 SDF-1 和 VEGF 的含量呈显著正相关(= 0.62,< 0.001)。实际上,EPC 细胞在 SDF-1 的诱导下移行至缺血组织,不仅仅是参与了血管的形态构建,而且具有一个促血管生长因子的旁分泌功能。这些因子中,起主要作用的是 VECF。它连同其它促血管生成因子刺激成熟的血管内皮细胞,诱导 EPC 细胞移行、增殖,也同时增强血管的渗漏性,使更多的 EPC 细胞渗漏至缺血组织。另外,SDF-1 不同于其它的细胞因子,只通过唯一的 G 蛋白耦联受体 CXCR4 起作用。有研究表明,CXCR4 在 bFGF 和VECF 的刺激下,可上调表达,从而使内皮细胞对 SDF-1 更加敏感。同时,SDF-1 也可以以一个正反馈的形式促进 bFCF 和 VECF 的分泌[4]。因此,我们推测,在 PDR 患者病理性视网膜新生血管的形成过程中 SDF-1 和 VEGF 起着协同作用。
       本研究检测的 PDR 患者玻璃体内 VEGF 的浓度[(2865.87+387.85) pg/ml]较以往国外的相关报道偏高,这可能与我们的病例仅有少数接受过 PRP 治疗有关。我们将30例 PDR 患者分为完全 PRP 治疗组与非完全 PRP 治疗或无激光治疗组。研究结果显示,接受过完整 PRP 的患者玻璃体 VECF 和 SDF-1 的浓度均低于非完全 PRP 治疗或无激光治疗组。然而,此结果无统计学意义,这或许源于我们只有8例患者接受过完整PRP治疗,而且,从 PRP 治疗到玻璃体手术的时间也没有进行详细的划分。所以,扩大病例数和精确的病程划分将是我们下一步研究的主要目标。
       综上所述,我们的研究结果显示增殖性糖尿病患者玻璃体 SDF-1 和 VEGF 的含量均高于非糖尿病患者,同时提示 SDF-1 和 VECF 共同参与了增殖性糖尿病视网膜病变患者病理性新生血管的形成过程。
图 1 PDR 和 MH 患者玻璃体 VEGF 的浓度


图 2 PDR 和 MH 患者玻璃体 SDF-1 的浓度


图 3 PDR 患者眼内 VEGF 和 SDF-1 的相关性(Pearson 相关系数= 0.62,< 0.001)
1、Simons%20M%2C%20Angiogenesis%3Awhere%20do%20we%20stand%20now%3F%20Circulation%2C%202005%3B111(12)%3A1556-1566.Simons%20M%2C%20Angiogenesis%3Awhere%20do%20we%20stand%20now%3F%20Circulation%2C%202005%3B111(12)%3A1556-1566.
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1、国家自然科学基金(基金号:3030902101012)()
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