利用双光子荧光显微镜成像技术研究小鼠晶状体缝合线的结构与功能

《Scientific Reports》：Structure and function of mouse lens suture examined by 2-photon fluorescence microscopic imaging

　　

摘要

我们使用双光子荧光显微镜技术，研究了野生型晶状体以及klotho样蛋白同源物基因敲除小鼠晶状体的晶状体纤维与缝合结构及其通透性。KLPH是一种由Lctl基因编码的I型膜糖蛋白；KLPH-KO小鼠会患上晶状体缝合部白内障。人们推测，晶状体缝合部可作为离子、营养物质及其他物质的传输通道，属于维持晶状体稳态和透明度的微循环系统的一部分。三维体内成像显示，野生型晶状体的前部缝合结构呈现典型的“Y”形和“双Y”形，并且存在深度依赖性的变化。而KLPH-KO小鼠的晶状体缝合结构则明显不均匀，前后缝合平面也存在错位。通过计算各z层图像相对于整体平均投影的结构相似度指数，发现KLPH-KO小鼠晶状体的结构随机性显著增加（p?<?0.05）。无论是野生型还是KLPH-KO小鼠的晶状体，在体内都存在靠近缝合部的空洞，以及分布在整个晶状体中的膨胀空泡。值得注意的是，KLPH-KO小鼠的晶状体中央存在不规则且扩大的空洞，其中含有约2–5微米大小的无定形结构，这些结构很可能属于细胞内残留物或膜相关聚集体。总之，本研究为识别缝合部白内障及相关纤维病变提供了新的形态学标志物。同时，研究也表明，不可被染料渗透的晶状体缝合部实际上是由延长的纤维末端形成的稳定界面，这一结构有助于维持晶状体的完整性以及晶状体纤维的有序排列。