Dynamic changes of periostin and collagen I in the sclera during progressive myopia in guinea pigs / Alterações dinâmicas de periostina e colágeno I na esclera durante miopia progressiva em cobaias

ABSTRACT

ABSTRACT Purpose: To investigate periostin and collagen I expression during a scleral remodeling in myopic eyes and to determine their role in collagen remodeling of the myopic sclera. Methods: Fifty one-week-old guinea pigs were divided into the control and form-deprivation myopia (FDM) groups. The eyes of animals in the form-deprivation myopia group were covered for 2, 4, and 8 weeks, or were covered for 4 weeks and then uncovered for 2 weeks. The diopters and axial lengths in the eyes in each group of guinea pigs were measured. Immunohistochemistry and reverse transcription polymerase chain reaction were used to detect the relative protein and mRNA expressions of periostin and collagen I in the scleral tissues of guinea pig. Results: Before masking, guinea pigs in the control and form-deprivation myopia groups were hypermetropic and did not differ significantly (p>0.05). Hypermetropic refraction in the control group gradually decreased. In guinea pigs from the form-deprivation myopia group, the refractive power gradually changed from +2.14 ± 0.33 D to -7.22 ± 0.51 D, and the axial length gradually changed from 5.92 ± 0.37 mm to 8.05 ± 0.34 mm from before until the end of masking. Before covering, no significant difference was observed in the relative collagen I and periostin mRNA and protein expression levels in the sclera of the guinea pig control and form-deprivation myopia groups (p>0.05). The relative collagen I and periostin protein and mRNA expression levels in the sclera of guinea pigs in the form-deprivation myopia group at 2, 4, and 8 weeks, and after covering the eyes for 4 weeks followed by uncovering for 2 weeks, were significantly lower than those in the control group (p<0.05). The collagen I and periostin mRNA expression levels were positively correlated with protein expression levels in the sclera of guinea pigs (protein r=0.936, p<0.05; mRNA r=0.909, p<0.05). Conclusions: Periostin was expressed in the myopic sclera of guinea pigs, and changes in periostin and collagen I expression were highly consistent. Periostin and collagen I may be involved in the regulation of scleral remodeling in myopia.

RESUMO

RESUMO Objetivo: Investigar a expressão da periostina e do colágeno I durante o remodelamento escleral em olhos míopes e determinar seu papel na remodelação do colágeno da esclera miópica. Métodos: Cinquenta cobaias com uma semana de idade foram divididas em grupo controle e miopia de privação de forma. Os olhos dos animais no grupo de miopia de privação de forma foram cobertos por 2, 4 e 8 semanas, ou foram cobertos por 4 semanas e depois descobertas por 2 semanas. As dioptrias e comprimentos axiais dos olhos em cada grupo de cobaias foram medidos. A imunohistoquímica e a reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa foram utilizadas para detectar as expressões relativas de proteína e mRNA de periostina e colágeno I em tecidos esclerais das cobaias. Resultados: Antes do mascaramento, as cobaias nos grupos controle e miopia de privação de forma eram hipermetrópicas e não diferiam significativamente (p>0,05). A refração hipermetrópica no grupo controle diminuiu gradualmente. Nas cobaias do grupo de miopia de privação de forma, a potência de refração mudou gradualmente de +2,14 ± 0,33 D para -7,22 ± 0,51 D e o comprimento axial mudou gradualmente de 5,92 ± 0,37 mm para 8,05 ± 0,34 mm desde antes até o final do mascaramento. Antes do mascaramento, nenhuma diferença significativa foi observada nos níveis de expressão de mRNA e proteína de colágeno I e periostina na esclera dos grupos controle e miopia de privação de forma (p>0,05). Os níveis relativos de expressão de colágeno I e proteína periostina e mRNA na esclera de cobaias no grupo de miopia de privação de forma em 2, 4 e 8 semanas, e após cobertura dos olhos por 4 semanas seguido de descoberta por 2 semanas, foram significativamente menores que aqueles no grupo controle (p<0,05). Os níveis de expressão de mRNA, colágeno I e proteína periostina foram positivamente correlacionados com os níveis de expressão de proteína na esclera das cobaias (proteína r=0,936, p<0,05; mRNA r=0,909, p<0,05). Conclusões: A periostina foi expressa na esclerótica míope de cobaias e as alterações na expressão de periostina e colágeno I foram altamente consistentes. A periostina e o colágeno I podem estar envolvidos na regulação do remodelamento escleral na miopia.