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牛磺酸在大鼠视神经损伤再生中抗氧化、凋亡的作用研究

杨伊帆  
【摘要】: 目的:视神经损伤可导致视力下降甚至失明,药物早期应用仍是视神经损伤的主要治疗手段。牛磺酸(taurine)是一种β型的含硫氨基酸,可作为一种神经递质或调节物质在中枢神经系统中发挥相应的作用,这种作用是通过防止脂质过氧化状态实现的。牛磺酸还对抗凋亡基因有一定的抵制作用,也通过抗氧化途径保护细胞免受氧化损伤起到抗细胞凋亡的作用。视神经是中枢神经的一部分,牛磺酸虽有多种多样的生物学效应,并已应用于临床的许多方面,但在视神经损伤的活体研究方面尚未见报道。本研究通过制作大鼠视神经不完全损伤动物模型,腹腔注射牛磺酸,观察视网膜形态学改变及视神经组织中一氧化氮合酶(iNOS)的变化并测定视神经组织中超氧化物岐化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量,探讨牛磺酸对视神经损伤后再生修复的作用,为牛磺酸治疗视神经损伤提供实验依据及理论基础。 方法:雌性清洁级SD大鼠84只,体重250g±10g,行外眼及眼底检查无病变者纳入实验。按随机对照表分组,正常组(12只)、对照组(24只)、治疗组(24只)、预处理组(24只)。对照组、治疗组和预处理组共72只大鼠右眼均制作成视神经不完全损伤模型,左眼不做处理;正常组不做任何处理。对照组大鼠从致伤后1小时给予蒸馏水(按250mg/kg剂量)腹腔注射,每日一次,直至实验结束;治疗组大鼠从致伤后1小时给予牛磺酸(牛磺酸粉剂用蒸馏水配成5%的浓度,200目滤过膜过滤除菌后备用,按250mg/kg剂量)腹腔注射,每日一次,直至实验结束;预处理组大鼠从致伤前3天给予牛磺酸(浓度、剂量同治疗组)腹腔注射,每日一次,直至实验结束。按伤后3天、7天、14天、28天四个时间点随机将正常组3只双眼眼球、其余各组6只大鼠右眼球摘除,取视神经及视网膜组织。采用HE染色、光学显微镜观察视网膜形态学改变,免疫组织化学方法观察视神经组织中iNOS阳性细胞灰度值的表达,黄嘌呤氧化酶法测定视神经组织中SOD的活性,改良硫代巴比妥酸(TBA)荧光法测定视神经组织中MDA的含量。本实验数据用x±s表示,采用方差分析、SPSS 13.0软件包进行统计学分析。 结果: 1视网膜组织HE染色正常组视网膜神经节细胞层、内核层及感光细胞层各层结构清晰可见;对照组各时间点视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)排列紊乱,可见空泡化的RGCs,内核层和感光细胞不同程度的减少;治疗组也可见上述改变,但治疗组各时间点均较对照组各时间点损伤情况轻;预处理组各时间点视网膜神经节细胞损伤情况,与治疗组之间差别不明显。 2正常组仅可见极少量iNOS阳性细胞,实验3天、7天、14天、28天无明显改变,表达都处于较低水平,而灰度值较高。对照组3天时iNOS阳性细胞数量增加,灰度值下降,7天时下降达高峰,14天时出现上升趋势,28天时继续上升。治疗组iNOS阳性细胞灰度值高峰不明显,3天时下降,持续至7天,14天时下降达高峰,直至28天时。预处理组iNOS阳性细胞灰度值,3天时开始下降,7天到14天时下降较缓慢,14天到28天时下降较明显。视神经组织中iNOS阳性细胞灰度值测定在实验的3天、7天、14天及28天时对照组及预处理组视神经组织iNOS阳性细胞灰度值明显低于同期正常组(P0.01),具有非常显著性差异;各时间点治疗组视神经组织iNOS阳性细胞灰度值高于同期正常组(14天时P0.05,3天、7天及28天P0.01),具有统计学意义;各时间点治疗组、预处理组明显高于同期对照组(P0.01),具有非常显著性差异;3天时治疗组视神经组织iNOS阳性细胞灰度值高于同期预处理组(P0.05),差别有统计学意义;7天、14天、28天时治疗组视神经组织iNOS阳性细胞灰度值与同期预处理组无明显差别(P0.05)。 3正常组视神经组织中SOD活性在实验3天、7天、14天、28天无明显改变,表达都处于较高水平。对照组3天时视神经组织中SOD活性下降,7天、14天时视神经组织中SOD活性明显下降,28天时继续下降。治疗组3天时视神经组织中SOD活性下降,7天时下降不明显,直至28天时。预处理组3天时视神经组织中SOD活性下降不明显,7天时下降,直至28天时。视神经组织中SOD活性测定在实验的3天、7天、14天、28天时对照组、治疗组视神经中SOD活性表达明显低于同期正常组(P0.01),具有非常显著性差异;各时间点预处理组视神经中SOD活性表达低于同期正常组(3天时P0.05,7天、14天、28天时P0.01),均具有统计学意义;各时间点治疗组、预处理组视神经中SOD活性明显高于同期对照组(P0.01),具有非常显著性差异;3天时治疗组视神经组织中SOD活性表达低于同期预处理组(P0.05),具有统计学意义;7天、14天、28天时治疗组视神经组织中SOD活性表达与同期预处理组无明显差别(P0.05)。 4正常组视神经组织中MDA的含量在实验3天、7天、14天、28天无明显改变,表达都处于较低水平。对照组3天时视神经中MDA的含量升高,7天、14天时视神经组织中MDA的含量升高较明显,28天时继续升高。治疗组3天时视神经组织中MDA的含量升高,7天时升高明显,以后升高缓慢,直至28天时。预处理组3天时视神经组织中MDA的含量升高不明显,7天时升高,直至28天时。视神经组织中MDA含量测定在实验的3天、7天、14天、28天时对照组、治疗组视神经组织中MDA含量明显高于同期正常组(P0.01),具有非常显著性差异;各时间点预处理组视神经组织中MDA含量表达高于同期正常组(3天时P0.05,7天、14天、28天时P0.01),具有统计学意义;各时间点治疗组、预处理组视神经组织中MDA含量明显低于同期对照组,具有非常显著性差异(P0.01);3天时治疗组视神经组织中MDA含量表达高于同期预处理组(P0.05),具有统计学意义;7天、14天、28天时治疗组视神经组织中MDA含量表达与同期预处理组无明显差别(P0.05)。 结论: 1外伤性视神经损伤后RGCs排列紊乱,细胞数量减少;视神经纤维排列紊乱。 2牛磺酸能降低外伤性视神经损伤后视神经组织中一氧化氮合酶(iNOS)的表达,增加超氧化物岐化酶(SOD)的活性,降低丙二醛(MDA)的含量。 3牛磺酸能减轻外伤性视神经损伤后RGCs和视神经的损害,对视神经有一定的保护作用。


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