1%阿托品对豚鼠形觉剥夺性近视进展的防控作用及其机制

目的观察质量分数1%阿托品对豚鼠形觉剥夺性近视(FDM)进展的防控作用及其潜在的生物学机制。方法选取屈光状态正常的3周龄三色豚鼠69只,采用随机数字表法将其随机分为正常对照组19只、FDM模型组19只、FDM+阿托品组19只和阿托品组12只。采用半透明乳胶气球遮盖右眼的方法建立FDM模型,正常对照组不进行实验干预;FDM模型组单纯遮盖右眼4周;FDM+阿托品组遮盖右眼4周,同时每日使用1%阿托品凝胶点眼1次;阿托品组每日使用1%阿托品凝胶点眼1次,共4周。分别于实验前、实验2周和实验4周时采用带状光检影镜进行屈光度测定,采用眼科A型超声仪测量眼轴长度。实验4周时采集完整眼球制作石蜡切片,光学显微镜下观察巩膜组织形态学变化;采集后极部巩膜组织,透射电子显微镜下观察巩膜组织超微结构变化;采用相对和绝对定量同位素标记(iTRAQ)联合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术进行巩膜组织蛋白质质谱检测。结果正常对照组、FDM模型组、FDM+阿托品组和阿托品组实验眼不同时间点屈光度总体比较,差异均有统计学意义(F分组=138.892,P<0.001;F时间=167.270,P<0.001),其中FDM模型组实验2周和4周、FDM+阿托品组实验4周较正常对照组屈光度向近视化方向发展,实验2周和4周FDM+阿托品组较FDM模型组屈光度向远视化方向发展,屈光度比较差异均有统计学意义(均P<0.001)。正常对照组、FDM模型组、FDM+阿托品组和阿托品组实验眼不同时间点眼轴长度总体比较差异均有统计学意义(F分组=32.346,P<0.001;F时间=353.797,P<0.001),其中FDM模型组实验2周和4周、FDM+阿托品组实验4周眼轴长度均长于相应时间点正常对照组,FDM+阿托品组实验2周和4周眼轴长度均短于相应时间点FDM模型组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。FDM模型组豚鼠后极部巩膜胶原纤维排列疏松且紊乱,FDM+阿托品组后极部巩膜胶原纤维排列较规则。正常对照组、FDM模型组、FDM+阿托品组和阿托品组后极部巩膜厚度值分别为(141.74±16.98)、(101.46±9.15)、(112.74±6.24)和(134.30±18.19)μm,总体比较差异有统计学意义(F=6.709,P=0.005),其中FDM模型组后极部巩膜厚度明显小于正常对照组和FDM+阿托品组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。正常对照组、FDM+阿托品组和阿托品组后极部巩膜胶原纤维直径从内到外逐渐增大,FDM模型组后极部巩膜组织内、中、外层纤维直径均较正常对照组减小。巩膜组织蛋白质组学分析发现,FDM模型组与正常对照组以及FDM+阿托品组与FDM模型组间差异倍数均在1.30倍及以上的蛋白85个,其中阿托品干预上调蛋白38个,下调蛋白47个。GO富集分析发现,生物过程主要涉及生物调节、细胞过程、定位及代谢过程等,分子功能主要涉及结合、催化活性、分子功能调控、分子活性及转运活性等,细胞成分主要涉及细胞解剖实体、细胞内物质及含蛋白的复合体。结论阿托品可增加FDM模型豚鼠巩膜胶原纤维直径,改善胶原纤维排列,抑制巩膜变薄,其控制近视进展的机制可能与巩膜细胞间紧密连接、细胞骨架和细胞外基质重塑密切相关。