以腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等干預(yù)視神經(jīng)損傷大鼠視神經(jīng)蠕變分析

王瑛韜，郭 鑫，齊 兵

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 藥學(xué)部，吉林 長春130033)

目前以手術(shù)治療和各種藥物干預(yù)視神經(jīng)損傷還有一定的爭議，近年來以各種干細(xì)胞干預(yù)視神經(jīng)損傷作為一種新的方法發(fā)揮著重要的作用[1]。朱興華等[2]以BDNF和hUCBSC共同治療視神經(jīng)損缺后，檢測了動(dòng)物電生理指標(biāo)，檢測結(jié)果顯示，模型組的各項(xiàng)電生理指標(biāo)顯著小于以hUCBSC、BDNF干預(yù)組(P<0.05),得出了hUCBSC有恢復(fù)大鼠視神經(jīng)電生理指標(biāo)作用的結(jié)論。劉勇等[3]對視神經(jīng)損傷動(dòng)物以轉(zhuǎn)染人腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子綠色熒光蛋白進(jìn)行干預(yù)后，觀察了轉(zhuǎn)染人腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子綠色熒光蛋白在視網(wǎng)膜內(nèi)分化、存活、遷移情況。得出了轉(zhuǎn)染人腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子綠色熒光蛋白具有提高視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的分化、遷移作用的結(jié)論。關(guān)于視神經(jīng)動(dòng)物損傷模型以藥物干預(yù)后的蠕變特性的研究，袁毅等[4]以中成藥復(fù)明膠囊干預(yù)神經(jīng)缺損模型后，對視神經(jīng)進(jìn)行應(yīng)力松弛測試，得出了中成藥復(fù)明膠囊對恢復(fù)視神經(jīng)應(yīng)力松弛特性發(fā)揮了重要作用的結(jié)論。以hUCBSC、BDNF干預(yù)視神經(jīng)夾持傷大鼠后視神經(jīng)蠕變性能研究報(bào)道很少。本實(shí)驗(yàn)以hUCBSC、BDNF分別干預(yù)視神經(jīng)夾持傷后，對視神經(jīng)進(jìn)行蠕變性能測試，以視神經(jīng)蠕變性能指標(biāo)判斷以hUCBSC、BDNF干預(yù)視神經(jīng)夾持傷大鼠的效果。為視神經(jīng)損傷治療提供蠕變性能指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 測試用動(dòng)物60只SD大鼠，均為雄性，鼠齡5.5月，體重328-331 g，由長春科新動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有限公司提供。

1.2 藥物腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子Brain-derived neurotrophic factor，(BDNF)，北京方程嘉鴻科技有限公司生產(chǎn)，人臍血干細(xì)胞Human Umbilical Cord Blood Stem Cells(hUCBSC)，上海欽誠生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.3 動(dòng)物分組在60只大鼠中隨機(jī)取20只設(shè)為視神經(jīng)夾持傷模型組，隨機(jī)取20只設(shè)為BDNF干預(yù)組，隨機(jī)取20只設(shè)為以hUCBSC干預(yù)組，隨機(jī)取60只大鼠中的20只右眼組為正常對照組。

1.4 復(fù)制視神經(jīng)損傷模型按yuyingjiang[7]的方法以血管鉗夾持大鼠視神經(jīng)的方法建立損傷模型，將大鼠麻醉后切開左眼頂側(cè)眶上皮膚，露出視神經(jīng)管，切除眶切跡和眶壁后找到視神經(jīng)，以深圳市澤任科技有限公司生產(chǎn)的血管鉗持續(xù)夾持視神經(jīng)10 s。以青霉素液沖洗創(chuàng)口。模型建立成功的依據(jù)為大鼠對光反射消失。

1.5 藥物治療按yuyingjiang[7]的方法于術(shù)后10天對以hUCBSC干預(yù)組將hUCBSC1×106個(gè)注射于大鼠左眼內(nèi)、于術(shù)后10天對以BDNF干預(yù)組將BDNF50 ng注射于大鼠左眼內(nèi)。

1.6 切取各組大鼠視神經(jīng)試樣于造模30 d，將大鼠麻醉后分別切取各組大鼠損傷位置視神經(jīng)10 mm后立即進(jìn)行測試。

1.7 蠕變測試方法測試裝置為MODEL55100型電子拉伸機(jī)(長春試驗(yàn)機(jī)研究有限責(zé)任公司)以GX-6型工具顯微鏡(長春市光學(xué)儀器有限責(zé)任公司)測量試樣的長度為10 mm，直徑為0.784-0.831 mm。按Yang Wang等[8]的方法對試樣進(jìn)行循環(huán)加載預(yù)調(diào)后進(jìn)行測試。依次將試樣裝到實(shí)驗(yàn)裝置上，設(shè)定測試速度為0.6Gpa/min，當(dāng)對照組、hUCBSC干預(yù)組、模型組、hUCBSC干預(yù)組應(yīng)變分別為3.14%、 3.06%、2.86%、2.94%時(shí)，各組試樣應(yīng)力均為0.386 Mpa時(shí)應(yīng)力設(shè)定為恒定，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為120 min。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析計(jì)量資料以mean±SD表示，以SPSS16.0 軟件包(SPSS,Chicago,IL,USA) 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，組間數(shù)據(jù)的差異以方差分析法和Sceffe法進(jìn)行比較，P<0.05 為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1 各組試樣蠕變曲線各組試樣蠕變曲線見圖1。

圖1 各組試樣蠕變曲線

蠕變測試結(jié)果顯示，模型組視神經(jīng)的120 mins應(yīng)變改變量小于BDNF和hUCBSC干預(yù)組，差異顯著 (P<0.05)，以BDNF干預(yù)組視神經(jīng)的120 min應(yīng)變應(yīng)變改變量小于以hUCBSC干預(yù)組，差異顯著 (P<0.05)。4組試樣應(yīng)變與時(shí)間的函數(shù)表達(dá)關(guān)系均為指數(shù)函數(shù)。

2.2 各組試樣蠕變函數(shù)歸一化曲線各組試樣蠕變函數(shù)歸一化曲線見圖2。

結(jié)果顯示，hUCBSC干預(yù)組120 minsJ/t值大于以BDNF干預(yù)組和模型組，差異顯著 (P<0.05)，以BDNF干預(yù)組120 minJ/t值大于模型組，差異顯著，(P<0.05)。

2.3 各組試樣蠕變函數(shù)歸一化方程按馬洪順等[9]:的方法設(shè)

圖2 視神經(jīng)蠕變函數(shù)歸一化曲線

J(t)=a+be-t

(1)

令

正則方程

(2)

分別把4組試樣的蠕變數(shù)據(jù)代入(2)式，得出a、b值，將a、b值分別代入(1)式，得出應(yīng)變與時(shí)間關(guān)系蠕變函數(shù)歸一化方程如下：

以hUCBSC干預(yù)組

正常組

以BDNF干預(yù)組

模型組

3 討論

蠕變測試結(jié)果顯示，模型組120 mins應(yīng)變上升值小于BDNF干預(yù)組和以hUCBSC組，差異顯著 (P<0.05)，以hUCBSC干預(yù)組的120 min應(yīng)變上升量小于以BDNF干預(yù)組，差異顯著 (P<0.05)。各組試樣蠕變曲線的函數(shù)表達(dá)關(guān)系均為指數(shù)函數(shù)。

眾所周知，視神經(jīng)具有生物粘彈性特性，視神經(jīng)為典型的粘彈性體，其表現(xiàn)形式之一主要是在恒應(yīng)力下的應(yīng)變隨時(shí)間而變化即蠕變，視神經(jīng)的的應(yīng)變與時(shí)間關(guān)系蠕變性能是為了應(yīng)對承擔(dān)恒荷載。王玲等[10]以血管鉗夾持動(dòng)物視神經(jīng)后以BDNF、hUCBSC干預(yù)治療，在治療后30天對視神經(jīng)進(jìn)行HE染色觀察發(fā)現(xiàn)模型組視神經(jīng)纖維排列不整齊、變薄、變細(xì)，纖維幾何尺寸發(fā)生了改變。以hUCBSC干預(yù)組軸突有微量核碎片、空泡細(xì)胞，有微量膠質(zhì)細(xì)胞核排列不整齊，軸突多數(shù)得到恢復(fù)。以BDNF干預(yù)治療組，膠質(zhì)細(xì)胞核較多，軸突得到一定程度的恢復(fù)。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)王玲等[10]的視神經(jīng)組織形態(tài)觀察結(jié)果分析認(rèn)為，本實(shí)驗(yàn)視神經(jīng)損傷后神經(jīng)纖維排列紊亂，改變了其組織形態(tài)，改變了視神經(jīng)蠕變性能，視神經(jīng)夾持傷通過以hUCBSC、BDNF干預(yù)，使視神經(jīng)蠕變特性得到了一定的恢復(fù)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持王玲等[10]以BDNF、hUCBSC干預(yù)視神經(jīng)夾持傷大鼠視神經(jīng)具有一定恢復(fù)的觀點(diǎn)。李云琴等[1]研究發(fā)現(xiàn)hUCBSC對視神經(jīng)RGC具有的保護(hù)作用。hUCBSC具有廣泛的來源，取之方便，還有向其它組織和器官分化，移植周圍神經(jīng)等組織后排斥低的特點(diǎn)。神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF 對神經(jīng)活動(dòng)發(fā)揮著重要作用，視神經(jīng)受到傷害后造成RGCS死亡,移植BDNF有利于受到傷害的神經(jīng)得到恢復(fù)[11]。Kaiser R等[12]研究發(fā)現(xiàn)，BDNF對神經(jīng)神經(jīng)元存活和軸突的恢復(fù)具有重要作用。本實(shí)驗(yàn)以hUCBS和BDNF干預(yù)視神經(jīng)夾持傷動(dòng)物后視神經(jīng)蠕變特性有一定的恢復(fù)。以hUCBSC、BDNF干預(yù)視神經(jīng)神經(jīng)夾持傷效果顯著，hUCBSC的效果更好。