兔和鼠眼中的结膜下淋巴管对VEGFC和抗代谢药物的反应

Subconjunctival Lymphatics Respond to VEGFC and Anti-Metabolites in Rabbit and Mouse Eyes

作者信息Jong Yeon Lee, Jingyi Wu, Yameng Liu, Sindhu Saraswathy, Longfang Zhou, Qianwen Bu, Ying Su, Dongwon Choi, Eunkyung Park, Clemens A Strohmaier, Robert N Weinreb, Young-Kwon Hong, Xiaojing Pan, Alex S Huang
PMID36166215
发布时间2022-09-01
DOI10.1167/iovs.63.10.16

实验完整度

高

研究包含兔眼活体示踪和免疫荧光、基因和蛋白表达分析,以及小鼠报告基因模型和药物干预的结构定量,涉及体外和体内多层级验证。

主要模型

新西兰白兔结膜下注射模型 Prox1-tdTomato转基因报告小鼠结膜下注射模型

重点核对

兔:台盼蓝和FITC-葡聚糖示踪剂注入结膜下形成滤过泡,观察流出途径 兔:VEGFC(0.05 mg/mL)或PBS对照结膜下注射,10天后检测mRNA和蛋白 兔:免疫荧光检测podoplanin、LYVE-1和CD31共定位 小鼠:长方案(第1、3、5天注射,第7天取材)和短方案(第1天注射,第3天取材) 小鼠:VEGFC(0.36 mg/mL)、MMC(0.25和0.5 mg/mL)、5FU(50 mg/mL)和BSS对照的结膜下注射

摘要

目的:表征并药理学影响兔和鼠眼中的结膜下淋巴管。方法:兔子接受结膜下注射台盼蓝或可固定荧光葡聚糖。量化了与滤过泡相关的流出途径。对天然兔结膜及注射可固定荧光葡聚糖后的组织进行了血管特异性标志物(淋巴管[podoplanin和LYVE-1]和血管[CD31])的免疫荧光检测。在兔结膜下注射血管内皮生长因子-C(VEGFC)。使用RT-PCR和Western blot评估上述标志物的mRNA和蛋白水平。另外,小鼠研究使用Prox1-tdTomato转基因报告小鼠。结膜下注射条件包括:不注射、平衡盐溶液(BSS)、VEGFC、5-氟尿嘧啶(5FU)和两种浓度的丝裂霉素-C(MMC)。进行了两种小鼠注射方案(短和长),具有不同的随访时间和注射次数。小鼠眼球被摘除,制作平铺片,评估结膜下分支和长度。结果:兔眼显示出明显的滤过泡相关的结膜下流出途径,这些途径不同于血管,并且没有鼻侧/颞侧偏好。针对血管特异性标志物的免疫荧光显示兔结膜中存在淋巴管和血管,并且这些淋巴管与滤过泡相关的结膜下流出途径重叠。结膜下VEGFC增加了兔淋巴管(P = 0.004–0.04)而非血管(P = 0.77–0.84)的mRNA或蛋白。Prox1-tdTomato转基因报告小鼠显示天然荧光的淋巴管。结膜下VEGFC增加了小鼠淋巴管分支和长度(P ≤ 0.001–0.004),而抗代谢药物(P ≤ 0.001–0.043)在长方案中则相反。讨论:在两个动物模型中,使用不同方法,结膜下淋巴管对VEGFC和抗代谢药物均有药理学反应。这些结果可能对形成滤过泡的青光眼手术或眼部药物递送具有重要意义。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
结膜下淋巴管是否对促淋巴管生成因子(VEGFC)和抗代谢药物(5FU、MMC)产生反应,从而可能影响青光眼滤过泡手术和药物递送。
核心机制
VEGFC通过激活VEGF受体-3通路促进淋巴管生成;抗代谢药物通过抑制DNA合成,在创伤诱导的淋巴管生成背景下减少淋巴管。
主要证据
兔结膜下注射VEGFC增加了podoplanin和LYVE-1的mRNA和蛋白水平,而不增加CD31;小鼠报告中,VEGFC增加淋巴管分支和长度,抗代谢药物减少之(长方案中显著)。
研究意义
作者提出,VEGFC诱导淋巴管生成可能作为改善滤过泡引流以治疗青光眼手术的策略,而限制淋巴管可能有助于提高结膜下药物递送的效力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

兔眼结膜下流出途径的形态学表征

观察结膜下注射台盼蓝或FITC-葡聚糖后形成的滤过泡相关流出途径的形态和分布。

对兔眼进行结膜下注射,使用裂隙灯成像,观察流出途径的形态,并计数鼻侧和颞侧的途径数量。

2

兔结膜下流出途径的免疫荧光鉴定

确定兔结膜下流出途径是否为淋巴管而非血管。

对注射FITC-葡聚糖后的结膜组织进行冷冻切片,用podoplanin、LYVE-1和CD31抗体进行免疫荧光染色,观察共定位。

3

兔结膜下VEGFC对淋巴管标志物的影响

验证VEGFC是否特异性促进结膜下淋巴管生成。

对兔结膜下注射VEGFC或PBS,10天后提取结膜组织,进行RT-qPCR和Western blot检测podoplanin、LYVE-1和CD31的表达。

4

小鼠结膜下淋巴管的药物干预

在报告小鼠中测试VEGFC和抗代谢药物对淋巴管生长的长期和短期影响。

对Prox1-tdTomato小鼠进行结膜下注射不同药物,按长方案或短方案处理,摘除眼球制作平铺片,定量分析淋巴管分支和长度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
台盼蓝SolarbioT8070
可固定FITC-葡聚糖SigmaFD150S
抗podoplanin抗体文中未明确说明--
抗LYVE-1抗体文中未明确说明--
抗CD31抗体文中未明确说明--
重组人VEGFCBioVision4633
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP1002
SDS-PAGE上样缓冲液Cowin BioCW0027
PAGE凝胶快速制备试剂盒EpizymePG112
PVDF膜Merck Millipore--
ECL化学发光试剂盒Chemicon--
Nucleospin RNA提取试剂盒BD Biosciences--
Primescript第一链cDNA合成试剂盒Vazyme Biotech--
SYBR Green试剂Vazyme Biotech--
小鼠重组VEGFCBioLegend775106
丝裂霉素-CAccord HealthcareNDC
5-氟尿嘧啶Fresenius KabiNDC
平衡盐溶液AlconNDC
盐酸罗哌卡因Alcon--
Triton X-100----
DAPI----
OCT包埋剂Sakura Fintech--
Superfrost载玻片Fisher Scientific--
蔡司SL130裂隙灯显微镜Zeiss--
尼康E800荧光显微镜Nikon--
蔡司ApoTome显微镜Zeiss--
ImageJNational Institutes of Health--
SPSS v22.0IBM--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
兔结膜下注射和成像
兔子品系、年龄、体重、注射量、示踪剂浓度和成像时间
阅读提示:Methods: Rabbit Ocular Surface Lymphangiography
免疫荧光
组织固定时间、切片厚度、抗体来源和稀释比例、封闭和通透条件
阅读提示:Methods: Rabbit Immunofluorescence Labeling
VEGFC处理
VEGFC来源、浓度、注射体积、对照组和取材时间
阅读提示:Methods: Rabbit VEGF-C Lymphatic Study
Western blot
蛋白提取方法、上样量、抗体信息、曝光和定量方法
阅读提示:Methods: Rabbit Western Blot Analyses
RT-qPCR
RNA提取、逆转录、引物序列、内参基因和P值设定
阅读提示:Methods: Rabbit Real-Time qPCR Analysis
小鼠注射
小鼠品系、年龄、麻醉方案、注射体积、药物浓度、注射次数和时间点
阅读提示:Methods: Mouse Subconjunctival Injection Study
小鼠淋巴管定量
固定时间、平铺片制作、分支和长度定义、统计方法
阅读提示:Methods: Mouse Subconjunctival Injection Study 和 Figure legends