脊髓的可塑性

脊髓损伤后,脊髓的可塑性由损伤和特殊形式的训练启动,表现为自发性可塑性(损伤诱导的可塑性)和训练任务依赖性可塑性两种类型.自发性可塑性主要表现为轴突芽生、潜伏通路重启、突触效率改变等形式;训练任务依赖性可塑性表现为中枢模式发生器重新激活、脊髓神经元网路重组.对脊髓可塑性的深入探索、大限度地增强脊髓的可塑性,将有助于优化现有治疗方案或研究新的治疗策略,进一步促进脊髓损伤患者的康复.

胸髓横断大鼠减重平板步行训练后腰髓前角神经元超微结构的可塑性变化

目的:探索步行训练提高脊髓损伤(SCI)后运动功能的脊髓可塑性机制.方法:84只成年雌性Wistar大鼠随机分为假手术组(n=18)、胸髓横断模型组(n=33)、SCI后减重平板步行训练(BWSTT)治疗组(n=33),分别于术后第7天、15天、45天,通过光镜和电镜观察SCI大鼠脊髓腰膨大内前角神经元形态结构的变化.结果:胸髓横断大鼠BWSTT后,腰髓前角神经元超微结构出现代偿性改变.结论:BWSTT后胸髓横断大鼠可通过增强脊髓损伤平面以下腰髓前角神经元的可塑性,促进其后肢运动功能的恢复.

人脂肪间充质干细胞移植结合跑台训练对脊髓损伤大鼠运动功能的影响及机制

目的:探讨人脂肪间充质干细胞(hADSCs)结合跑台训练对脊髓损伤(SCI)大鼠运动功能的影响.方法:成年雄性SD大鼠60只,采用改良Allen打击法制作T10不完全SCI模型.术后随机分为损伤组(模型组,未行处理)、细胞移植组(细胞组,行细胞移植)、跑台训练组(训练组,行跑台训练)和跑台训练结合细胞移植组(联合组,行跑台训练及细胞移植).术前及术后采用BBB评分和Tarlov评分行运动功能评定,术后1、2、4周取脊髓行免疫荧光染色检测细胞存活,炎症反应相关细胞(ED1阳性巨噬细胞),胶质瘢痕[胶质纤维酸性蛋白,GFAP及神经丝蛋白(NF-200),5-羟色胺(5-HT)].结果:治疗组行为学评分及荧光定量检测均优于模型组(P＜0.05);但联合组明显,训练组和细胞组间无明显区别(P＞0.05).结论:hADSCs移植联合跑台训练对不完全性SCI大鼠运动功能恢复具有协同功效,治疗机制可能与进一步减轻伤后炎症反应,减少损伤面积,促进轴突再生有关.

针刺对备用背根节神经元表皮生长因子表达的影响

成年哺乳动物的脊髓具有可塑性,且针刺可促进脊髓可塑性,但其机制尚不清楚.有实验表明针刺可促进NGF、NT-3在部分去背根动物背根节的表达[1,2],表明了针刺可能通过改变背根节部分神经营养因子的表达进而在脊髓可塑性中发挥作用.表皮生长因子(EGF)与神经系统发育及损伤修复有关,但EGF与成体动物脊髓可塑性及针刺促进脊髓可塑性的关系报道不多.本实验拟通过成体猫备用背根模型来初步探讨EGF与脊髓可塑性及针刺促进脊髓可塑性的关系.

针刺对促进部分背根节切断动物脊髓可塑性中蛋白表达变化的影响

脊髓损伤是一种严重威协人类健康的疾患,将给患者乃至整个社会带来沉重的负担.因此对脊髓损伤的预防治疗和康复已成为当今医学界一大研究课题."人类基因组计划"大规模测定DNA序列工作的完成,宣告"后基因组时代"的开始,人类基因组、蛋白组和药物是生命科学领域研究的三个阶段,人类众多疾病的发生发展终都涉及到有关蛋白质及其复合物的结构、功能和相互作用.人体内蛋白质分子结构和功能的异常是疾病的发生和发展的主要原因,蛋白质科学与技术逐步成为本世纪生命科学领域中争夺激烈的前沿.蛋白质是一切生命活动的物质基础,通过对许多神经营养因子的研究表明,越来越多的蛋白质在中枢神经系统脊髓损伤的修复中起重要作用.长期以来,脊髓损伤的课题为各国专家所关注,探讨针刺促进脊髓可塑性[1]中蛋白质表达变化规律,对治疗脊髓损伤具有重要的临床使用价值.

减重步行激活SCI大鼠腰膨大前角神经元效应的激光共聚焦镜检研究

目的 探讨减重平板步行训练(BWSTT)促进脊髓损伤(SCI)功能恢复的脊髓可塑性机制.方法 将84只成年雌性Wistar大鼠随意分为假手术组(Sham组,n=18)、胸髓横断模型组(SCI组,n=33)和减重平板步行训练组(BWSTT组,n=33),每组大鼠再随机分为7,15,45 d 3个亚组.建立大鼠胸髓完全横断模型,观察BWSTT对SCI大鼠后肢运动功能的影响.采用激光共聚焦镜检免疫荧光双标技术.研究SCI大鼠腰髓前角腹内侧区神经元酪氨酸蛋白激酶受体(EphA4)、囊泡膜谷氨酸转运体2(VGluT2)的表达,以及两者双标免疫阳性细胞比率的变化.结果 BWSTT组大鼠的后肢运动功能较SCI组大鼠明显改善.胸髓横断大鼠BWSTT后,腰髓前角腹内侧区EphA4和VGIuT2的表达以及EphA4/VGhT2双标免疫阳性细胞比率均显著增加.结论 BWSTT通过增强胸髓横断大鼠腰髓前角神经元EphA4/VGIuT2的表达,促进后肢运动功能的恢复.

部分背根切断激发脊髓细胞凋亡

对脊髓可塑性内在机制的探讨已进入了一个比较深入的阶段,目前,国内外大多数学者正着眼于探讨神经营养因子与脊髓可塑性关系,且获得了一些可喜成绩.目的:本文从另一角度探讨部分背根切断对脊髓细胞凋亡的影响,以初探脊髓可塑性过程中的非神经营养因子作用因素.方法:取成年雄猫5只,切断部分背根(切除L1-L5,L7-S2,DRG保留L6DRG为备用根),术后3 d处死动物,取L3脊髓常规脱水,石蜡包埋切片,厚5 μm,二甲苯脱蜡水化后按如下程序进行DNA原位末端标记-TUNEL法染色:PBS洗5 min×3.蛋白酶K(40 μg/mL)37℃ 30 min.PBS洗5 min×3.加入通透液(0.3% Triton PBS配,含3%羊血清)4℃20 min.PBS洗5 min×3,加入封闭液(0.1 mmol/L Tris-HCl配,含10% BSA)室温30 min.加入TUNEL反应液(1液1 μL,2液9 μL)37℃ 1.5 h.PBS洗5 min×3.加入荧光抗体(抗体稀释液:0.9% NaCl, 0.01 mmol/L Tris-HCl, 2% BSA)37℃ 1 h.PBS洗5 min×3.快红(1/10片,1 mL双蒸水配)室温显色20 min.PBS洗5 min×3终止反应,甘油封片观察.结果:在脊髓的手术侧和非手术侧均见部分TUNEL阳性反应的胶质细胞和神经元,阳性反应定位于细胞核,反应强弱不等.细胞数定量分析表明:李氏束、背索、Ⅱ板层、背核凋亡的胶质细胞数及Ⅱ板层、背核、腹角凋亡的神经元数手术侧均较非手术侧者增多(P＜0.05),表明,部分背根切断不仅致手术侧胶质细胞和神经元凋亡数量明显增加,且对非手术侧亦有影响.结论:本研究首次报道部分背根切断后猫脊髓可塑性过程中存在细胞凋亡,该结果拓宽了对脊髓可塑性影响机制的认识.对探讨非神经营养因子作用因素特别是凋亡基因与脊髓可塑性的关系是一个新的突破.

部份背根切断对备用根尾侧段脊髓Ⅱ板层trkC表达的影响

目的:大量的研究已证实部分背根切断后猫脊髓背角具有可塑性.我们前面的研究已观察了部份背根切断对备用根节段L6头侧L3、L5脊髓Ⅱ板层和L3背核trkC表达的影响,本文进一步探讨部份背根切断后备用L6节段尾侧L7脊髓Ⅱ板层trkC的表达.方法:用成年雄猫15只分正常组、术后3 d及10 d组(切除L1-L5,L7-S2,DRG保留L6DRG为备用根),取正常组一侧,术后3 d及10 d组手术侧的L7脊髓制作20 μm厚冰冻切片,用trkC抗血清(1∶1000, Santa Cruz)行免疫组化ABC法染色.观察并测量trkC在成年猫脊髓的分布及部份背根切断后L7脊髓背角Ⅱ板层trkC的平均灰度(反应trkC的相对含量)变化.结果:trkC的免疫阳性反应物主要分布于灰质腹角及背角深部的神经元,胞浆染色Ⅱ板层阳性细胞少见,但有均质状trkC阳性反应.灰度分析结果显示:术后3 d组手术侧Ⅱ板层trkC的平均灰度值均较正常者明显升高(P＜0.05).而术后10 d时又较3 d者明显回落(P＜0.05),但仍未恢复至正常者水平.表明,术后3 d,L7平面Ⅱ板层trkC的含量明显减少,而术后10 d时,trkC的含量又明显恢复,但仍低于正常者水平.提trkC可能与L7脊髓Ⅱ板层可塑性有关.由于trkC为NT3提供了必要的结合位点,故Ⅱ板层trkC的含量变化还可能提示NT3与脊髓可塑性有关.基于我们在其它研究中已观察到部份背根切断后备用根L6节段头侧的L5平面术后10 d时Ⅱ板层trkC的含量已恢复至正常者水平.结论:结合本文L7平面虽有恢复但仍未达到正常水平的结果,提示备用根L6平面头尾平面trkC的含量恢复有差异,分析这可能是备用根中枢终末在备用根节段头侧侧枝出芽生长速度大于尾侧的原因之一.

c-fos、c-jun与脊髓可塑性及针刺促进脊髓可塑性关系的探讨

M-Enk在猫背根节切除后脊髓Ⅱ板层的表达

目的 探讨猫脊髓背根神经节切除后,甲硫胺酸脑啡肽(M-Enk)在脊髓后角Ⅱ板层内的表达变化及M-Enk异类终末.方法 10只成年雄性猫,在腹腔内注射麻醉下行腰1到骶2(L1~S2)单侧脊髓背根节切除术,建立猫背根节全切模型,术后分为急性组5只,存活2周,慢性组5只,存活2个月,观察到期后,动物心内灌注固定处死,取L6节段脊髓,采用免疫组化染色方法检测手术侧和对侧脊髓Ⅱ板层内M-Enk的表达,电镜下观察M-Enk异类终末.结果 光镜下M-Enk阳性染色主要分布于脊髓Ⅱ板层的外侧份,成颗粒状和线条状,急性组手术侧与对侧非手术侧阳性染色无明显差异,慢性组两侧阳性染色均减弱,手术侧约强于对照侧.电镜下,在慢性组手术侧Ⅱ板层脊髓中,观察到简单终末,发现了M-Enk阳性非典型复合终末(ACT),它们较小,外观上呈圆形或椭圆形,多与两个突触后成分形成联系,突触活性带形较平直或向外凸,突触内含均匀清亮小泡或致密核心小泡.结论 M-Enk在猫脊髓背根节切除后主要在脊髓Ⅱ板层外侧表达,M-Enk阳性ACT可能是脊髓背根节全切后的一种代偿终末.

针刺对备用根猫背根节神经元IGF-Ⅰ表达的影响

目的观察胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)在正常猫、部分去背根猫及针刺部分去背根猫的L6手术侧背根节(DRG)表达的时空变化,以了解IGF-Ⅰ与针刺促进脊髓可塑性的关系.方法 25只成年健康雄猫随机分为5组:即正常组、备用根术后7 d组与14 d组(动物行单侧部分去背根手术,即切除一侧L1～L5、L7～S2背根节,保留L6为备用根)、针刺备用根术后7 d组与14 d组(动物行单侧部分去背根术后针刺L6脊神经外周支配区内的两组穴位).动物于术后7 d、14 d分别处死,取各组(手术侧)L6背根节,-20 ℃恒冷箱切片,片厚20 μm,用兔抗IGF-Ⅰ(1∶200)抗体行免疫组化ABC法染色.观察、计数并比较各组背根节IGF-Ⅰ阳性神经元的分布、含量及时空变化.结果针刺备用根7 d组,DRG IGF-Ⅰ阳性神经元数较术后7 d组明显增加( P <0.05),但仍低于正常水平;针刺14 d,DRG阳性神经元比术后14 d亦增多( P <0.01),且恢复至正常水平.与针刺7 d组比较,DRG IGF-Ⅰ阳性神经元在针刺14 d时明显增多( P <0.05).结论针刺可增加针刺侧DRG内IGF-Ⅰ阳性中小神经元数.提示针刺后IGF-Ⅰ在背根节的表达变化可能与针刺促进脊髓可塑性有关.

针刺对备用背根节和脊髓NT-4表达的影响

目的观察NT-4在针刺部分去背根猫的L6背根节(手术侧和非手术侧)和脊髓表达的时空变化,以了解NT-4与针刺促进脊髓可塑性的关系.方法 25只成年健康雄猫随机分为5组:即正常组,备用根术(动物行单侧部分去背根手术,即切除一侧L1-L5、L7-S2背根节,保留L6为备用根)后7 d组与14 d组、针刺备用根术(动物行单侧部分去背根术后针刺)后7 d组与14 d组.动物处死后,取L6背根节及L3、L5、L6节段脊髓,用兔抗NT-4(1∶200)抗体行免疫组化ABC法染色.观察、计数并比较各组背根节、脊髓实验侧Ⅱ板层(L3、L5、L6)和背核(L3)中NT-4的分布及含量.结果针刺备用根7 d组,针刺侧DRG内NT-4阳性神经元数较正常组和术后7 d组减少(P<0.05),较相应非针刺侧多(P<0.05);针刺14 d组,针刺侧DRG阳性神经元数比针刺7 d组术后14 d和同组非针刺侧增高(P<0.05),且恢复至正常水平.针刺7 d,针刺侧脊髓L6Ⅱ板层NT-4阳性神经元数较术后7 d组及正常组增加(P<0.01).针刺14 d时,L5、L6Ⅱ板层阳性神经元数较正常组及术后14 d组相应节段均增加(P<0.01).针刺后L3背核NT-4阳性神经元数无明显变化(P>0.05).L5Ⅱ板层NT-4阳性神经元在针刺后14 d时比针刺后7 d时增多(P<0.05).结论以上结果提示NT-4与针刺促进脊髓可塑性有关;针刺备用背根对非针刺侧DRG NT-4的表达亦有影响,提示非针刺侧背根节NT-4亦可能参与了脊髓可塑性和针刺促进脊髓可塑性.

针刺对部分背根切断备用背根节生长的影响

目的探讨针刺对部分背根切除备用背根节(DRG)生长的影响.方法健康成年雄猫10只.随机分为正常对照组、备用根模型组及针刺备用根模型7 d组(摘除双侧L1～L5, L7～S2 DRG, 保留L6 DRG为备用背根,其中针刺一侧备用根支配区的两组穴位即为针刺组,非针刺侧为备用根模型组),每组5只.两组动物在无菌条件下取出双侧L6 DRG进行体外培养.分别于1、3、5、7 d 250倍光镜下随机测量20个视野的细胞突起长度.用抗神经元特异性烯醇化酶(NSE)抗体行免疫组织化学ABC法染色对神经元进行鉴定.结果培养的DRG细胞经抗NSE抗体行免疫细胞化学ABC法染色,可见95%以上呈NSE阳性反应,且为典型的体外培养的DRG神经元.在相应时间段正常组DRG神经元的神经突起长度小于备用根组(P<0.05)、备用根组小于针刺组(P<0.05).结论部分背根切断可致备用DRG神经元突起再生活性增强,针刺备用根所支配的穴位后可进一步促进备用DRG神经元的突起再生.

c-fos、c-jun与脊髓可塑性及针刺促进脊髓可塑性关系的探讨(摘要)

目的:探讨即早基因c-fos、c-jun蛋白在正常、部分去背根和针刺备用根猫备用背根节(L6)和脊髓Ⅱ板层(L3、L5、L6)、背核(L3)表达的时空变化,以了解c-fos、c-jun与脊髓可塑性及针刺促进脊髓可塑性的关系,为进一步阐明脊髓可塑性与针刺促进脊髓可塑性的机制提供实验基础.

部分去背根猫备用背根节和脊髓Ⅱ板层BDNF及其mRNA表达的变化

采用免疫组织化学和原位杂交技术探讨了部分去背根猫术后3 d和10 d的备用背根节和脊髓II板层内BDNF及其mRNA的表达变化.结果表明,正常组,BDNF主要分布于背根节的部分中、小神经元及脊髓背角浅层神经元内,II板层内还有大量的BDNF阳性神经膨体.背根节同时也为BDNF mRNA阳性,唯背角阴性.部分去背根后10 d组,备用背根节BDNF及其mRNA阳性中、小神经元百分数较正常及3 d者明显增加(P<0.05).而L3,L5 II板层BDNF阳性神经膨体密度在术后两组均明显下降(P<0.05),唯BDNF的含量在3 d组者减少(P<0.05),10 d组者恢复(P>0.05).术后II板层未见BDNF mRNA的杂交信号.结果提示:去背根术后3 d组脊髓II板层阳性膨体数的下降及BDNF含量减少,可能是因背根切断导致输入脊髓II板层的BDNF中断所致;而10 d时II板层BDNF合成得以恢复,可能来源于备用背根节中、小神经元的BDNF增多所致,BDNF在脊髓可塑性中可能发挥作用.