以脑源性神经营养因子等干预视神经损伤大鼠视神经蠕变分析

王瑛韬，郭 鑫，齐 兵

(吉林大学中日联谊医院 药学部，吉林 长春130033)

目前以手术治疗和各种药物干预视神经损伤还有一定的争议，近年来以各种干细胞干预视神经损伤作为一种新的方法发挥着重要的作用[1]。朱兴华等[2]以BDNF和hUCBSC共同治疗视神经损缺后，检测了动物电生理指标，检测结果显示，模型组的各项电生理指标显著小于以hUCBSC、BDNF干预组(P<0.05),得出了hUCBSC有恢复大鼠视神经电生理指标作用的结论。刘勇等[3]对视神经损伤动物以转染人脑源性神经营养因子绿色荧光蛋白进行干预后，观察了转染人脑源性神经营养因子绿色荧光蛋白在视网膜内分化、存活、迁移情况。得出了转染人脑源性神经营养因子绿色荧光蛋白具有提高视网膜神经节细胞的分化、迁移作用的结论。关于视神经动物损伤模型以药物干预后的蠕变特性的研究，袁毅等[4]以中成药复明胶囊干预神经缺损模型后，对视神经进行应力松弛测试，得出了中成药复明胶囊对恢复视神经应力松弛特性发挥了重要作用的结论。以hUCBSC、BDNF干预视神经夹持伤大鼠后视神经蠕变性能研究报道很少。本实验以hUCBSC、BDNF分别干预视神经夹持伤后，对视神经进行蠕变性能测试，以视神经蠕变性能指标判断以hUCBSC、BDNF干预视神经夹持伤大鼠的效果。为视神经损伤治疗提供蠕变性能指标。

1 材料与方法

1.1 测试用动物60只SD大鼠，均为雄性，鼠龄5.5月，体重328-331 g，由长春科新动物实验有限公司提供。

1.2 药物脑源性神经营养因子Brain-derived neurotrophic factor，(BDNF)，北京方程嘉鸿科技有限公司生产，人脐血干细胞Human Umbilical Cord Blood Stem Cells(hUCBSC)，上海钦诚生物科技有限公司生产。

1.3 动物分组在60只大鼠中随机取20只设为视神经夹持伤模型组，随机取20只设为BDNF干预组，随机取20只设为以hUCBSC干预组，随机取60只大鼠中的20只右眼组为正常对照组。

1.4 复制视神经损伤模型按yuyingjiang[7]的方法以血管钳夹持大鼠视神经的方法建立损伤模型，将大鼠麻醉后切开左眼顶侧眶上皮肤，露出视神经管，切除眶切迹和眶壁后找到视神经，以深圳市泽任科技有限公司生产的血管钳持续夹持视神经10 s。以青霉素液冲洗创口。模型建立成功的依据为大鼠对光反射消失。

1.5 药物治疗按yuyingjiang[7]的方法于术后10天对以hUCBSC干预组将hUCBSC1×106个注射于大鼠左眼内、于术后10天对以BDNF干预组将BDNF50 ng注射于大鼠左眼内。

1.6 切取各组大鼠视神经试样于造模30 d，将大鼠麻醉后分别切取各组大鼠损伤位置视神经10 mm后立即进行测试。

1.7 蠕变测试方法测试装置为MODEL55100型电子拉伸机(长春试验机研究有限责任公司)以GX-6型工具显微镜(长春市光学仪器有限责任公司)测量试样的长度为10 mm，直径为0.784-0.831 mm。按Yang Wang等[8]的方法对试样进行循环加载预调后进行测试。依次将试样装到实验装置上，设定测试速度为0.6Gpa/min，当对照组、hUCBSC干预组、模型组、hUCBSC干预组应变分别为3.14%、 3.06%、2.86%、2.94%时，各组试样应力均为0.386 Mpa时应力设定为恒定，实验时间为120 min。

1.8 统计学分析计量资料以mean±SD表示，以SPSS16.0 软件包(SPSS,Chicago,IL,USA) 进行数据分析，组间数据的差异以方差分析法和Sceffe法进行比较，P<0.05 为差异有显著性。

2 结果

2.1 各组试样蠕变曲线各组试样蠕变曲线见图1。

图1 各组试样蠕变曲线

蠕变测试结果显示，模型组视神经的120 mins应变改变量小于BDNF和hUCBSC干预组，差异显著 (P<0.05)，以BDNF干预组视神经的120 min应变应变改变量小于以hUCBSC干预组，差异显著 (P<0.05)。4组试样应变与时间的函数表达关系均为指数函数。

2.2 各组试样蠕变函数归一化曲线各组试样蠕变函数归一化曲线见图2。

结果显示，hUCBSC干预组120 minsJ/t值大于以BDNF干预组和模型组，差异显著 (P<0.05)，以BDNF干预组120 minJ/t值大于模型组，差异显著，(P<0.05)。

2.3 各组试样蠕变函数归一化方程按马洪顺等[9]:的方法设

图2 视神经蠕变函数归一化曲线

J(t)=a+be-t

(1)

令

正则方程

(2)

分别把4组试样的蠕变数据代入(2)式，得出a、b值，将a、b值分别代入(1)式，得出应变与时间关系蠕变函数归一化方程如下：

以hUCBSC干预组

正常组

以BDNF干预组

模型组

3 讨论

蠕变测试结果显示，模型组120 mins应变上升值小于BDNF干预组和以hUCBSC组，差异显著 (P<0.05)，以hUCBSC干预组的120 min应变上升量小于以BDNF干预组，差异显著 (P<0.05)。各组试样蠕变曲线的函数表达关系均为指数函数。

众所周知，视神经具有生物粘弹性特性，视神经为典型的粘弹性体，其表现形式之一主要是在恒应力下的应变随时间而变化即蠕变，视神经的的应变与时间关系蠕变性能是为了应对承担恒荷载。王玲等[10]以血管钳夹持动物视神经后以BDNF、hUCBSC干预治疗，在治疗后30天对视神经进行HE染色观察发现模型组视神经纤维排列不整齐、变薄、变细，纤维几何尺寸发生了改变。以hUCBSC干预组轴突有微量核碎片、空泡细胞，有微量胶质细胞核排列不整齐，轴突多数得到恢复。以BDNF干预治疗组，胶质细胞核较多，轴突得到一定程度的恢复。本实验根据王玲等[10]的视神经组织形态观察结果分析认为，本实验视神经损伤后神经纤维排列紊乱，改变了其组织形态，改变了视神经蠕变性能，视神经夹持伤通过以hUCBSC、BDNF干预，使视神经蠕变特性得到了一定的恢复。本实验结果支持王玲等[10]以BDNF、hUCBSC干预视神经夹持伤大鼠视神经具有一定恢复的观点。李云琴等[1]研究发现hUCBSC对视神经RGC具有的保护作用。hUCBSC具有广泛的来源，取之方便，还有向其它组织和器官分化，移植周围神经等组织后排斥低的特点。神经营养因子BDNF 对神经活动发挥着重要作用，视神经受到伤害后造成RGCS死亡,移植BDNF有利于受到伤害的神经得到恢复[11]。Kaiser R等[12]研究发现，BDNF对神经神经元存活和轴突的恢复具有重要作用。本实验以hUCBS和BDNF干预视神经夹持伤动物后视神经蠕变特性有一定的恢复。以hUCBSC、BDNF干预视神经神经夹持伤效果显著，hUCBSC的效果更好。