RCS大鼠视网膜感光细胞的凋亡*
作者：刘 斌 唐军民** 朱秀安 唐 岩**
单位：北京医科大学第三临床医学院眼科，**组织学与胚胎学系，北京 100083
关键词：感光细胞；细胞凋亡；遗传性视网膜变性；RCS大鼠
解剖学报/980417 摘 要 为研究遗传性视网膜变性中感光细胞组织结构的时程变化及凋亡，对RCS(Royal College of Surgeons)大鼠及SD大鼠视网膜进行光镜观察和凋亡细胞 TUNEL (TdT-mediated biotin-dUTP nick-end labeling)检测。结果表明，与同龄SD大鼠相比，RCS大鼠视网膜感光细胞从出生后15d开始，出现外节膜盘堆积；20d时，内节排列紊乱、消失；30d时，细胞核固缩，细胞消失；到出生后60 d，仅少许感光细胞保留；100 d时，几乎所有感光细胞消失。TUNEL检测，从出生后25 d开始，RCS大鼠视网膜有TUNEL呈阳性的感光细胞出现，35 d时达高峰。结果提示：RCS大鼠视网膜变性过程中，感光细胞逐渐出现结构异常，并以凋亡的形式死亡，出生后30～40 d是病变的高峰期。
, http://www.100md.com
感光细胞(photoreceptor cell, PRC)变性是视网膜变性的主要病理改变，它是患者视力丧失的主要原因。目前，视网膜变性的发生机制尚不清楚，亦无有效防治方法。因此，研究视网膜PRC变性的发生发展，对人们了解视网膜变性的发生机制，寻找防治视网膜变性的途径具有十分重要的意义。RCS大鼠基因型为 rdy[1]，是研究常染色体隐性遗传性视网膜变性的经典动物模型。我们通过对不同鼠龄的RCS大鼠视网膜形态结构的光镜观察和凋亡细胞的检测，探讨了视网膜PRC变性的机制，为深入研究遗传性视网膜变性的发病机制提供一定的实验依据。
材料和方法
1.动物
RCS大鼠(美国Illinios大学提供)出生后9、15、20、25、30、35、40、60、80、100d各4只，雌雄不拘。12h光照(65～76 lux)/12h黑暗循环条件下饲养。同龄SD大鼠作正常对照。
, 百拇医药
2.视网膜形态结构的观察及凋亡细胞的检测
35%水合氯醛麻醉动物，摘眼球，去眼前节及玻璃体；4%中性甲醛固定24h，常规石蜡包埋；通过眼杯后极部的5μm厚矢状切片，间隔选3张切片行HE染色，光镜观察。相邻切片进行TUNEL检测[2]：切片常规脱蜡及下行至水；20mg/L的蛋白酶K(Sigma)消化组蛋白15min，以暴露DNA；3%过氧化氢30min以消除内源性过氧化酶。TdT酶(Sigma 公司产品)0.3mg/L，Bio-11-dUTP(B. M. 公司产品)0.01mmol/L反应体系，37℃，2h。TB缓冲液(30mmol/L枸橼酸钠，300mmol/L氯化钠)终止反应；正常血清封闭组织10min；加亲和素-辣根过氧化酶复合物，反应1h；DAB显色，常规封片。阴性对照片不加BIO-11-dUTP，阳性对照片在加酶反应体系前先用DNA酶1(Sigma 公司产品)1mg/L水解DNA。
结 果
, 百拇医药
1.RCS和SD大鼠PRC的生后发育
正常SD大鼠出生后9d，视网膜各层初具形态，但PRC内、外节很短；15d时，视网膜形态近正常，但PRC外节仍较短，一些细胞核含多个染色质块；20 d、25 d时，视网膜继续发育；到35 d时，视网膜已呈正常形态(图1)。至100d视网膜形态再无明显形态结构变化。与同龄SD大鼠相比，RCS大鼠出生后9 d，视网膜无明显不同；15 d时，外节开始增厚；20 d时，内节开始变窄，部分细胞内节消失，25 d时，少许PRC胞核形态及染色开始出现异常；30 d时，PRC胞核大小不一、开始减少、核固缩、染色加深，外节出现大量膜盘堆积、形态不规则，内节明显变短、排列紊乱、出现空泡；35 d时，浓缩的细胞核增加，有的细胞核染色质位于核边缘，视网膜外层可见少许类巨噬细胞；40 d时，PRC数量明显减少，外核层可见大量细胞核碎块，有较多的类巨噬细胞侵入至视网膜外层，视网膜色素上皮细胞开始出现排列紊乱，体积增大，外形不规则(图2)；60 d时，仅有少许PRC； 100 d时，几乎无PRC保留，剩余的残留物带已很窄，RPE层细胞增殖，排裂紊乱，并有毛细血管穿过，内核层、神经节细胞层基本正常(图3)。
, 百拇医药
图1 SD大鼠35 d视网膜，视网膜色素上皮层(A)、PRC外节(B)、PRC内节(C)、外核层(D)、内核层(E)及神经节细胞层(F)组织结构均正常。HE ×200
图2 RCS大鼠40 d视网膜，PRC外节层(B)增宽，排列紊乱，PRC内节层(C)变窄，出现空泡，外核层(D)明显变窄，散在细胞核碎块，视网膜色素上皮细胞(A)排列轻度紊乱，外核层和视杆视锥层可见类巨噬细胞的侵入(箭头)。HE ×200
图3 RCS大鼠100 d视网膜，RPE层(A)明显增殖，排列紊乱，PRC外节、内节层及外核层几乎消失，内核层(E)及神经节细胞层(F)保持基本正常结构。HE ×200
Fig.1 The retina of SD rat of 35 days old. The structure of retinal pigment epithelium (A), outer segment of PRC (B), inner segment of PRC (C), outer nuclear layer (D), inner nuclear layer (E) and ganglion cell layer (F) were all normal. HE ×200
, http://www.100md.com
Fig.2 The retina of RCS rat of 40 days old. The outer segment zone of PRC(B) became elongated and irregularly aligned. The inner segment zone of PRC(C) was shortened with vacuolation. The outer nuclear layer (D) was obviously thicken and had many nuclei debris. The retinal pigment epithelial cells (A) were slightly misaligned. A few macrophage-like cells invaded into the outer nuclear layer and rod or cone layer (arrow). HE ×200
Fig.3 The retina of RCS rat of 100 days old. The retinal pigment epithelial cells (A) proliferated and misaligned, the inner and outer segment zone of PRC, and the outer nuclear layer almost disappeared, the inner nuclear layer (E) and the ganalion cell layer (F) kept normal structure. HE ×200
, http://www.100md.com
2.TUNEL检测结果
各鼠龄SD大鼠视网膜均为阴性反应。RCS大鼠视网膜，从出生后25 d起，外核层的少许PRC胞核呈TUNEL反应阳性；30 d时，阳性细胞数增加；35 d时达高峰，部分胞核染色呈环状或呈均匀一致状(图4)；40 d时，阳性细胞数减少，染色多呈均一状。60 d时偶见阳性反应的细胞核，以后几乎检测不到。
Fig.4 The retina of RCS rat of 35 days old. Many nuclei of photorecptors were labeled (arrow) by TUNEL methods. TUNEL staining ×250
图4 RCS大鼠35 d视网膜，外核层有大量呈TUNEL染色阳性的细胞核(箭头)。TUNEL染色 ×250
, 百拇医药
讨 论
PRC是视觉传导的第一级神经元，它通过其内、外节的特殊结构将光信号转化为电信号再传递给双极细胞。其过程为：内节合成、组装的新膜盘被有节律地运送到外节接受光照刺激；膜盘上的视紫红质吸收光子后，构像发生改变，与G蛋白结合；活化cGMP磷酸二酯酶，使细胞质中的cGMP浓度迅速下降，而引起细胞膜上的cGMP敏感性钠通道关闭，钠内流受阻，细胞膜超极化；膜电位的改变被动地沿细胞膜传至突触，影响突触的递质释放；这样，信号就传递给了双极细胞；完成了功能的膜盘逐渐从外节上脱落，被视网膜色素上皮细胞清除。可见，膜盘的有节律更新及细胞膜离子通道的正常调节是维持PRC视传导功能的关键[3]。我们从形态学角度观察了RCS大鼠视网膜变性过程中PRC内、外节的改变，发现PRC外节在病变早期就出现排列紊乱。提示外节中的膜盘出现排列异常，随后内节也出现变窄、排列紊乱和空泡。导致PRC结构异常的具体机制尚不清楚。以往的研究表明，RCS大鼠视网膜色素上皮细胞有吞噬视杆外节膜盘的缺陷[4]。我们研究发现，在出生后9 d，RCS大鼠睑裂尚未分开，视杆外节尚无膜盘脱落时，视网膜能正常发育；到出生后15 d，睑裂分开，视杆外节膜盘开始脱落，色素上皮细胞与视杆外节末端之间即出现外节膜盘的堆集，随后出现PRC外节损害。由此可见，膜盘的堆集可能是导致PRC变性的始因，但其具体发生机制尚待进一步探讨。
, http://www.100md.com
RCS大鼠从出生后30～60 d，视网膜PRC大部分消失，提示RCS大鼠的PRC在短时间内即可大量死亡。以往人们对PRC死亡的机制认识较少，自从细胞凋亡被提出和深入研究以来，人们推测细胞凋亡参与视网膜变性的发生[5]。各种组织来源的细胞凋亡都有一系列共同的特征性形态改变，例如细胞皱缩、细胞核固缩、异染色质沿核膜排列呈新月形；破碎的细胞核及胞浆由细胞膜包裹成凋亡小体而被周围细胞所吞噬；无炎症反应等。细胞核DNA在内源性核酸内切酶的作用下从核小体之间断裂成180～200bp片段，利用TdT酶把生物素-dUTP标记到DNA缺口处，再用亲和素-辣根过氧化酶显色系统显色，就可在体外及组织切片中直接观察到凋亡细胞[6]。我们用此方法检测了不同鼠龄RCS和SD大鼠的视网膜，发现从出生后25 d起，RCS大鼠视网膜外核层开始出现阳性的PRC核；35d时，阳性PRC核明显增多，提示这时大量PRC在短时间内即发生凋亡；光镜观察这段时期PRC改变，发现细胞核固缩、异染色质多位于胞核边缘、细胞核破碎；视网膜外层有类巨噬细胞聚集，无炎症细胞侵入，这都与细胞凋亡的特征性形态改变相符。提示PRC的死亡是以凋亡的形式进行的。
, http://www.100md.com
RCS大鼠视网膜变性的整个过程中，内核层、神经节细胞层无明显异常改变。出生40 d后才出现视网膜色素上皮层增殖，60 d以后出现视网膜新生血管，说明RCS大鼠视网膜变性以PRC病变为主，色素上皮及毛细血管改变是其晚期病变。
视网膜变性是危及人类视力的主要疾患，目前尚无有效的防治方法。视网膜变性过程中PRC凋亡的确定，可能会揭示人们从一个新的角度研究和发现视网膜变性的发生机制和防治方法。目前，人们对细胞凋亡的调控机制已有较深入的认识，并发现了多种抑制细胞凋亡的途径，我们期待能通过抑制PRC的凋亡，有效地预防治疗视网膜变性。
收稿 1997-06 修回 1998-01
参考文献
[1]Bourne MC, Campell DA, Tansley K. Hereditary degeneration of the rat retina. Br J Ophthal, 1938, 22(8):613.
, 百拇医药
[2]Gavrieli I, Sherman Y, Ben-Sasson SA. Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation. J Cell Biol, 1992, 119(3):493
[3]Balor DA. Photoreceptor signals and vision. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987, 28(1):34
[4]Mullen RJ, LaVail MM. Inherited retinal dystrophy: Primary defect in pigment epithelium determined with experimental rat chimeras. Science, 1976, 192(4241):799
, 百拇医药
[5]Alder R. Mechanism of photoreceptor death in retinal degeneration. From the cell biology of the 1990s to the ophthalmology of the 21st century? Arch Ophthalmol, 1996, 114(1):79
[6]Uchiyama Y. Apoptosis: The history and trends of its studies. Arch Histol Cytol, 1995, 58(2):127
PHOTORECEPTOR APOPTOSIS IN HEREDITARY
DEGENERATIVE RETINA OF RCS RATS
Liu Bin, Tang Junmin*, Zhu Xiuan△, Tang Yan*
, 百拇医药
(Department of Ophthalmology Third Clinical School, *Department of
Histology and Embryology, Beijing Medical University, Beijing)
To determine the process of photoreceptor cells (PRC) degeneration in hereditary retinal degeneration, the retinas of RCS rats and Sprague-Dawley (SD) rats were examined by light microscope and TdT-mediated biotin-dUTP nick-end labeling (TUNEL). Compared with age-matched SD rats, the retinal PRC of RCS rats began to degenerate from 15 days of age. The debris of the outer segment disk membrane were accumulated on the surface of the retinal pigment epithelial cell; the inner segment were shortened and disordered; the nuclei underwent pyknosis. From 30 to 60 postnatal days, PRC disappeared quickly and only few were remained. TUNEL study showed that the positive labeled nuclei of PRC progressively increased from 25 days of age, and got the maximum level at 35 days of age. In inherited retinal degeneration of RCS rats, PRC progressively lose the normal structure and finally die through apoptosis. The peak phase of degeneration of PRC is from postnatal days 30 to 40.
KEY WORDS Photoreceptor; Apoptosis; Inherited retinal degeneration; RCS rat
△Department of Ophthalmology,Third Clinical School, Beijing Medical University, Beijing 100083, China
* 国家教委博士点科研基金教技管中心资助课题(1991-19号), http://www.100md.com(刘 斌 唐军民** 朱秀安 唐 岩**)
单位：北京医科大学第三临床医学院眼科，**组织学与胚胎学系，北京 100083
关键词：感光细胞；细胞凋亡；遗传性视网膜变性；RCS大鼠
解剖学报/980417 摘 要 为研究遗传性视网膜变性中感光细胞组织结构的时程变化及凋亡，对RCS(Royal College of Surgeons)大鼠及SD大鼠视网膜进行光镜观察和凋亡细胞 TUNEL (TdT-mediated biotin-dUTP nick-end labeling)检测。结果表明，与同龄SD大鼠相比，RCS大鼠视网膜感光细胞从出生后15d开始，出现外节膜盘堆积；20d时，内节排列紊乱、消失；30d时，细胞核固缩，细胞消失；到出生后60 d，仅少许感光细胞保留；100 d时，几乎所有感光细胞消失。TUNEL检测，从出生后25 d开始，RCS大鼠视网膜有TUNEL呈阳性的感光细胞出现，35 d时达高峰。结果提示：RCS大鼠视网膜变性过程中，感光细胞逐渐出现结构异常，并以凋亡的形式死亡，出生后30～40 d是病变的高峰期。
, http://www.100md.com
感光细胞(photoreceptor cell, PRC)变性是视网膜变性的主要病理改变，它是患者视力丧失的主要原因。目前，视网膜变性的发生机制尚不清楚，亦无有效防治方法。因此，研究视网膜PRC变性的发生发展，对人们了解视网膜变性的发生机制，寻找防治视网膜变性的途径具有十分重要的意义。RCS大鼠基因型为 rdy[1]，是研究常染色体隐性遗传性视网膜变性的经典动物模型。我们通过对不同鼠龄的RCS大鼠视网膜形态结构的光镜观察和凋亡细胞的检测，探讨了视网膜PRC变性的机制，为深入研究遗传性视网膜变性的发病机制提供一定的实验依据。
材料和方法
1.动物
RCS大鼠(美国Illinios大学提供)出生后9、15、20、25、30、35、40、60、80、100d各4只，雌雄不拘。12h光照(65～76 lux)/12h黑暗循环条件下饲养。同龄SD大鼠作正常对照。
, 百拇医药
2.视网膜形态结构的观察及凋亡细胞的检测
35%水合氯醛麻醉动物，摘眼球，去眼前节及玻璃体；4%中性甲醛固定24h，常规石蜡包埋；通过眼杯后极部的5μm厚矢状切片，间隔选3张切片行HE染色，光镜观察。相邻切片进行TUNEL检测[2]：切片常规脱蜡及下行至水；20mg/L的蛋白酶K(Sigma)消化组蛋白15min，以暴露DNA；3%过氧化氢30min以消除内源性过氧化酶。TdT酶(Sigma 公司产品)0.3mg/L，Bio-11-dUTP(B. M. 公司产品)0.01mmol/L反应体系，37℃，2h。TB缓冲液(30mmol/L枸橼酸钠，300mmol/L氯化钠)终止反应；正常血清封闭组织10min；加亲和素-辣根过氧化酶复合物，反应1h；DAB显色，常规封片。阴性对照片不加BIO-11-dUTP，阳性对照片在加酶反应体系前先用DNA酶1(Sigma 公司产品)1mg/L水解DNA。
结 果
, 百拇医药
1.RCS和SD大鼠PRC的生后发育
正常SD大鼠出生后9d，视网膜各层初具形态，但PRC内、外节很短；15d时，视网膜形态近正常，但PRC外节仍较短，一些细胞核含多个染色质块；20 d、25 d时，视网膜继续发育；到35 d时，视网膜已呈正常形态(图1)。至100d视网膜形态再无明显形态结构变化。与同龄SD大鼠相比，RCS大鼠出生后9 d，视网膜无明显不同；15 d时，外节开始增厚；20 d时，内节开始变窄，部分细胞内节消失，25 d时，少许PRC胞核形态及染色开始出现异常；30 d时，PRC胞核大小不一、开始减少、核固缩、染色加深，外节出现大量膜盘堆积、形态不规则，内节明显变短、排列紊乱、出现空泡；35 d时，浓缩的细胞核增加，有的细胞核染色质位于核边缘，视网膜外层可见少许类巨噬细胞；40 d时，PRC数量明显减少，外核层可见大量细胞核碎块，有较多的类巨噬细胞侵入至视网膜外层，视网膜色素上皮细胞开始出现排列紊乱，体积增大，外形不规则(图2)；60 d时，仅有少许PRC； 100 d时，几乎无PRC保留，剩余的残留物带已很窄，RPE层细胞增殖，排裂紊乱，并有毛细血管穿过，内核层、神经节细胞层基本正常(图3)。
, 百拇医药
图1 SD大鼠35 d视网膜，视网膜色素上皮层(A)、PRC外节(B)、PRC内节(C)、外核层(D)、内核层(E)及神经节细胞层(F)组织结构均正常。HE ×200
图2 RCS大鼠40 d视网膜，PRC外节层(B)增宽，排列紊乱，PRC内节层(C)变窄，出现空泡，外核层(D)明显变窄，散在细胞核碎块，视网膜色素上皮细胞(A)排列轻度紊乱，外核层和视杆视锥层可见类巨噬细胞的侵入(箭头)。HE ×200
图3 RCS大鼠100 d视网膜，RPE层(A)明显增殖，排列紊乱，PRC外节、内节层及外核层几乎消失，内核层(E)及神经节细胞层(F)保持基本正常结构。HE ×200
Fig.1 The retina of SD rat of 35 days old. The structure of retinal pigment epithelium (A), outer segment of PRC (B), inner segment of PRC (C), outer nuclear layer (D), inner nuclear layer (E) and ganglion cell layer (F) were all normal. HE ×200
, http://www.100md.com
Fig.2 The retina of RCS rat of 40 days old. The outer segment zone of PRC(B) became elongated and irregularly aligned. The inner segment zone of PRC(C) was shortened with vacuolation. The outer nuclear layer (D) was obviously thicken and had many nuclei debris. The retinal pigment epithelial cells (A) were slightly misaligned. A few macrophage-like cells invaded into the outer nuclear layer and rod or cone layer (arrow). HE ×200
Fig.3 The retina of RCS rat of 100 days old. The retinal pigment epithelial cells (A) proliferated and misaligned, the inner and outer segment zone of PRC, and the outer nuclear layer almost disappeared, the inner nuclear layer (E) and the ganalion cell layer (F) kept normal structure. HE ×200
, http://www.100md.com
2.TUNEL检测结果
各鼠龄SD大鼠视网膜均为阴性反应。RCS大鼠视网膜，从出生后25 d起，外核层的少许PRC胞核呈TUNEL反应阳性；30 d时，阳性细胞数增加；35 d时达高峰，部分胞核染色呈环状或呈均匀一致状(图4)；40 d时，阳性细胞数减少，染色多呈均一状。60 d时偶见阳性反应的细胞核，以后几乎检测不到。
Fig.4 The retina of RCS rat of 35 days old. Many nuclei of photorecptors were labeled (arrow) by TUNEL methods. TUNEL staining ×250
图4 RCS大鼠35 d视网膜，外核层有大量呈TUNEL染色阳性的细胞核(箭头)。TUNEL染色 ×250
, 百拇医药
讨 论
PRC是视觉传导的第一级神经元，它通过其内、外节的特殊结构将光信号转化为电信号再传递给双极细胞。其过程为：内节合成、组装的新膜盘被有节律地运送到外节接受光照刺激；膜盘上的视紫红质吸收光子后，构像发生改变，与G蛋白结合；活化cGMP磷酸二酯酶，使细胞质中的cGMP浓度迅速下降，而引起细胞膜上的cGMP敏感性钠通道关闭，钠内流受阻，细胞膜超极化；膜电位的改变被动地沿细胞膜传至突触，影响突触的递质释放；这样，信号就传递给了双极细胞；完成了功能的膜盘逐渐从外节上脱落，被视网膜色素上皮细胞清除。可见，膜盘的有节律更新及细胞膜离子通道的正常调节是维持PRC视传导功能的关键[3]。我们从形态学角度观察了RCS大鼠视网膜变性过程中PRC内、外节的改变，发现PRC外节在病变早期就出现排列紊乱。提示外节中的膜盘出现排列异常，随后内节也出现变窄、排列紊乱和空泡。导致PRC结构异常的具体机制尚不清楚。以往的研究表明，RCS大鼠视网膜色素上皮细胞有吞噬视杆外节膜盘的缺陷[4]。我们研究发现，在出生后9 d，RCS大鼠睑裂尚未分开，视杆外节尚无膜盘脱落时，视网膜能正常发育；到出生后15 d，睑裂分开，视杆外节膜盘开始脱落，色素上皮细胞与视杆外节末端之间即出现外节膜盘的堆集，随后出现PRC外节损害。由此可见，膜盘的堆集可能是导致PRC变性的始因，但其具体发生机制尚待进一步探讨。
, http://www.100md.com
RCS大鼠从出生后30～60 d，视网膜PRC大部分消失，提示RCS大鼠的PRC在短时间内即可大量死亡。以往人们对PRC死亡的机制认识较少，自从细胞凋亡被提出和深入研究以来，人们推测细胞凋亡参与视网膜变性的发生[5]。各种组织来源的细胞凋亡都有一系列共同的特征性形态改变，例如细胞皱缩、细胞核固缩、异染色质沿核膜排列呈新月形；破碎的细胞核及胞浆由细胞膜包裹成凋亡小体而被周围细胞所吞噬；无炎症反应等。细胞核DNA在内源性核酸内切酶的作用下从核小体之间断裂成180～200bp片段，利用TdT酶把生物素-dUTP标记到DNA缺口处，再用亲和素-辣根过氧化酶显色系统显色，就可在体外及组织切片中直接观察到凋亡细胞[6]。我们用此方法检测了不同鼠龄RCS和SD大鼠的视网膜，发现从出生后25 d起，RCS大鼠视网膜外核层开始出现阳性的PRC核；35d时，阳性PRC核明显增多，提示这时大量PRC在短时间内即发生凋亡；光镜观察这段时期PRC改变，发现细胞核固缩、异染色质多位于胞核边缘、细胞核破碎；视网膜外层有类巨噬细胞聚集，无炎症细胞侵入，这都与细胞凋亡的特征性形态改变相符。提示PRC的死亡是以凋亡的形式进行的。
, http://www.100md.com
RCS大鼠视网膜变性的整个过程中，内核层、神经节细胞层无明显异常改变。出生40 d后才出现视网膜色素上皮层增殖，60 d以后出现视网膜新生血管，说明RCS大鼠视网膜变性以PRC病变为主，色素上皮及毛细血管改变是其晚期病变。
视网膜变性是危及人类视力的主要疾患，目前尚无有效的防治方法。视网膜变性过程中PRC凋亡的确定，可能会揭示人们从一个新的角度研究和发现视网膜变性的发生机制和防治方法。目前，人们对细胞凋亡的调控机制已有较深入的认识，并发现了多种抑制细胞凋亡的途径，我们期待能通过抑制PRC的凋亡，有效地预防治疗视网膜变性。
收稿 1997-06 修回 1998-01
参考文献
[1]Bourne MC, Campell DA, Tansley K. Hereditary degeneration of the rat retina. Br J Ophthal, 1938, 22(8):613.
, 百拇医药
[2]Gavrieli I, Sherman Y, Ben-Sasson SA. Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation. J Cell Biol, 1992, 119(3):493
[3]Balor DA. Photoreceptor signals and vision. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987, 28(1):34
[4]Mullen RJ, LaVail MM. Inherited retinal dystrophy: Primary defect in pigment epithelium determined with experimental rat chimeras. Science, 1976, 192(4241):799
, 百拇医药
[5]Alder R. Mechanism of photoreceptor death in retinal degeneration. From the cell biology of the 1990s to the ophthalmology of the 21st century? Arch Ophthalmol, 1996, 114(1):79
[6]Uchiyama Y. Apoptosis: The history and trends of its studies. Arch Histol Cytol, 1995, 58(2):127
PHOTORECEPTOR APOPTOSIS IN HEREDITARY
DEGENERATIVE RETINA OF RCS RATS
Liu Bin, Tang Junmin*, Zhu Xiuan△, Tang Yan*
, 百拇医药
(Department of Ophthalmology Third Clinical School, *Department of
Histology and Embryology, Beijing Medical University, Beijing)
To determine the process of photoreceptor cells (PRC) degeneration in hereditary retinal degeneration, the retinas of RCS rats and Sprague-Dawley (SD) rats were examined by light microscope and TdT-mediated biotin-dUTP nick-end labeling (TUNEL). Compared with age-matched SD rats, the retinal PRC of RCS rats began to degenerate from 15 days of age. The debris of the outer segment disk membrane were accumulated on the surface of the retinal pigment epithelial cell; the inner segment were shortened and disordered; the nuclei underwent pyknosis. From 30 to 60 postnatal days, PRC disappeared quickly and only few were remained. TUNEL study showed that the positive labeled nuclei of PRC progressively increased from 25 days of age, and got the maximum level at 35 days of age. In inherited retinal degeneration of RCS rats, PRC progressively lose the normal structure and finally die through apoptosis. The peak phase of degeneration of PRC is from postnatal days 30 to 40.
KEY WORDS Photoreceptor; Apoptosis; Inherited retinal degeneration; RCS rat
△Department of Ophthalmology,Third Clinical School, Beijing Medical University, Beijing 100083, China
* 国家教委博士点科研基金教技管中心资助课题(1991-19号), http://www.100md.com(刘 斌 唐军民** 朱秀安 唐 岩**)