目的:玻璃体腔内给药治疗视网膜疾病疗效短暂,重复注射增加创伤。如果玻璃体腔内注射含有脑源性神经营养因子(Brain-derived Neurotrophic Factor,BDNF)的质粒,辅以电穿孔(Electroporation, EP)刺激,能否顺利转染视网膜节细胞(Retinal Ganglion Cells, RGCs);进而在成年大鼠视神经切断模型下,评价上述基因治疗是否持续有效地发挥对受损RGCs的保护作用。
方法:实验组:深麻醉下,将10μg含有BDNF基因的质粒(2.5μg/μl)注射入9周龄Wister雄鼠左眼玻璃体腔内,随即以特制的凹球面电极(角膜侧为负极,巩膜侧为正极)严密接触眼球,通电。电流刺激模式为:强度12v/cm ,刺激时间99ms/次,共5次为1组,间隔5分钟再行1组。⑴基因转染后取不同时点,分别以免疫组化学和Western Immunoblot法检测BDNF蛋白表达状况。BDNF基因转染后一周,制备视神经切断损伤模型。⑵切断一周后以TUNEL法染色观察RGCs的凋亡情况。⑶切断2,4,6周后对预先逆行标记的RGCs行计数分析存活率。对照组为①注射PBS伴EP法,②注射不含BDNF基因的质粒伴EP法,③注射BDNF质粒,不伴EP法。
结果:⑴基因转染1周后,Western Immunoblot检测发现实验组的BDNF蛋白表达增加。免疫组化法检测到基因转染后,节细胞层BDNF持续强阳性表达5周以上。⑵TUNEL染色发现实验组的凋亡阳性细胞率为26%,较各对照组(78-89%)显著减少。⑶视神经切断损伤2,4和6周后,实验组的标记细胞存活率(63%,52%和39%)较各对照组(均<10%)显著增加。
结论:BDNF基因可以通过EP法活体转染大鼠RGCs,大量表达目的蛋白,发挥对神经元持续有效的保护作用。本实验给包括青光眼在内的节细胞损伤和视神经病变提供了一种可行性的基因治疗方案。