大鼠脊髓完全性损伤模型的建立

背景:建立有效的完全性脊髓损伤动物模型是深入研究脊髓损伤的前提,只有建立标准的、可重复性高的实验动物模型才能择优选出治疗脊髓损伤的可行方案.目的:实验拟建立一种稳定的大鼠完全性脊髓损伤动物模型.设计、时间及地点:对照观察动物实验,于2007-11/2008-10在石河子大学药学院动物试验中心完成.材料:30只健康Wistar大鼠随机分成假手术组6只、实验组24只.方法:显露实验组大鼠T8～T12棘突及椎板,切除T9～10棘突及椎板,暴露相应脊髓段作为损伤区,采用大鼠脑定位仪自主设计改良Allen模型打击装置,予15 g×20 cm=2.94×10-2N重力打击大鼠T10节段脊髓,动物模型保证硬脊膜完整.假手术组仅同法暴露相应脊髓段,但不做打击.主要观察指标:造模后2,4,8周以斜板试验及BBB评分观察大鼠双后肢运动功能,以苏木精-伊红染色观察大鼠脊髓组织的变化.结果:假手术组大鼠苏醒后能站立行走,斜板试验角度均大于70°,BBB评分21分,脊髓结构正常.实验组大鼠造模后双下肢全瘫,2只大鼠表现为痉挛性瘫痪,5只大鼠表现出不同程度的自残现象.造模后2,4,8周斜板试验角度均小于30°,BBB评分均少于10分,随时间延长,部分大鼠可见后肢刺激性反射,但无主动性功能活动,局部脊髓结构破坏严重.结论:以2.94×10-2N重力打击大鼠脊髓可保证硬脊膜的完整,并获得稳定的完全性脊髓损伤动物模型.     

Ski在大鼠脊髓损伤后不同时间的表达变化

目的探究ski在大鼠正常及损伤后脊髓中的表达及随时间变化的规律。方法 60只成年雌性Sprague-Dawley大鼠,随机分为假手术组(n=30)和损伤组(n=30),各组设1周、2周、4周、8周、12周亚组,每个亚组6只大鼠。用Allen法制备T10打击损伤模型。损伤后1 d、3 d、1周、2周、4周、8周、12周行BBB后肢功能评分;术后1周、2周、4周、8周、12周,各组取3只大鼠行HE染色,观察损伤后脊髓病理变化及空洞形成;另3只大鼠行ski免疫荧光染色及半定量分析。结果损伤组各时间点BBB评分均低于假手术组(P0.05)。损伤后1周、2周,脊髓主要以坏死为主;4周时空洞完全形成,空洞周围有致密瘢痕组织;8周、12周空洞及瘢痕无明显变化,但损伤中心及附近脊髓明显变细。ski在正常脊髓中表达较低,损伤后ski表达逐渐增高,8周时达到高峰,12周时有所降低;ski在正常及损伤后12周脊髓中主要分布于白质;损伤后2周、4周和8周时灰质中出现明确ski表达。在损伤中心,ski在空洞周围密集表达。结论 ski在脊髓损伤后表达。它可能作用于星形胶质细胞,并调控其活化、增生以及胶质瘢痕形成。     

犬脊髓挫伤后胶质瘢痕形成模型的建立

目的:利用犬脊髓挫伤模型,结合磁共振成像、体感诱发电位、运动诱发电位分析犬脊髓损伤后胶质瘢痕的形成。方法:实验于2002-05/2003-04在解放军第三军医大学新桥医院实验动物中心完成。选取成年健康杂种犬12只,随机分为正常对照组3只,脊髓损伤组9只。脊髓损伤组动物,俯卧固定,定位棘突后以T8为中心作行椎板切除,骨窗10mm×15mm,暴露脊髓背侧硬膜,参考Allen’s法自行设计打击装置。用冲击棒至脊髓损伤,致伤能量为450g·cm,形成重度脊髓损伤模型。正常对照组除不致伤外,其余操作同脊髓损伤组。脊髓损伤组分别于伤后1d,2周,8周各取材3只。术后进行犬后肢功能观察评价,测定犬双后肢体感诱发电位和运动诱发电位的变化,观察脊髓结构的影像学及组织学变化。结果:①犬脊髓损伤后运动功能的变化:脊髓损伤组动物在损伤后1d,2周,8周观察的时间范围内,后肢和尾巴均未见活动。②犬脊髓损伤前后的电生理变化:脊髓损伤组动物在损伤前体感诱发电位和运动诱发电位均正常,但伤后增加刺激强度均不能记录到体感诱发电位和运动诱发电位。③各组脊髓结构的影像学比较:脊髓损伤组动物伤后损伤部位表现为T1加权成像呈局部低信号,T2加权成像呈高信号,信号纵向为(10.0±0.13)mm,大约是砸伤长度的2倍,为椭圆形空洞形成,局部脊髓萎缩变细,蛛网膜下腔粘连、连续性中断。④犬脊髓损伤后脊髓组织学变化:伤后1d脊髓弥漫出血、渗出,脊髓中央管变形,神经元内氏体减少。伤后2周仍有出血、水肿,脊髓白质空泡样改变,脊髓中央灰质坏死、空洞形成。伤后8周空洞壁为大量胶质细胞形成的胶质瘢痕,并见炎细胞浸润。结论:450g·cm致伤能量可导致犬脊髓严重损伤,从而形成典型的空洞及胶质瘢痕,提示该模型有利于慢性时期损伤修复的分析。     

预防使用甲基强的松龙对急性脊髓损伤大鼠运动诱发电位的影响

目的:分析预防使用大剂量甲基强的松龙对急性脊髓损伤大鼠运动诱发电位的影响及对神经功能的保护作用。方法:实验于2004-05在上海医药工业研究所实验动物中心完成,选择健康SD大鼠40只(鼠龄3个月),随机分成脊髓损伤模型组和甲基强的松龙预防使用组穴甲基强的松龙组雪,按照取材时间不同分为24h熏72h两个时间点,每个时间点10只。采用Allen’s重物打击脊髓损伤模型。显微镜下无菌暴露T8～9脊髓,在暴露的硬膜表面放置3mm×2mm的弧形垫片,将圆柱状金属棒沿细玻璃导管垂直、自由落下,制成脊髓损伤模型。重物重量10g,高度5cm,致伤能量50(g·cm)。脊髓损伤模型组椎板切除后进行重物打击,打击前30min由尾静脉推注生理盐水1mL;甲基强的松龙组椎板切除后重物打击,打击前30min由尾静脉推注甲基强的松龙30mg/kg。然后关闭切口。在脊髓损伤后24h、72h进行神经功能评分及标本的取材。并进行Molt斜板功能评分、脊髓病理形态学观察和运动诱发电位检测。结果:每组每个时间点10只动物无死亡,全部进入结果分析。①甲基强的松龙组脊髓损伤后24h熏72h时的Molt斜板功能评分均高于脊髓损伤模型组,其中脊髓损伤后24h差异无显著性,脊髓损伤后72h差异有显著性意义眼穴42.5±3.37雪°,穴24.3±2.41雪°,P<0.0001演。②甲基强的松龙组脊髓损伤后24h,72h时运动诱发电位潜伏期均短于脊髓损伤模型组,其中脊髓损伤后24h差异无显著性意义;脊髓损伤后72h差异有显著性意义眼(7.84±0.64),(9.61±0.74)ms熏P<0.0001演。③甲基强的松龙组脊髓损伤后24h和72h的运动诱发电位波幅变化率较脊髓损伤模型组均显著增高,差异有显著性意义眼(58.67±8.99)%,(34.79±8.84)%,P<0.0001演;眼(65.89±8.27)%,(40.45±9.61)%,P<0.0001演。④与脊髓损伤模型组比较,甲基强的松龙组脊髓组织肿胀较轻,出血较少,胞浆空泡化及核固缩现象减少;白质轴突水肿、空泡变性减轻。结论:预防使用大剂量甲基强的松龙可明显改善损伤脊髓的病理形态,改善损伤脊髓的运动诱发电位,改善损伤脊髓的神经功能,对大鼠急性脊髓损伤有神经保护作用。     

尿酸影响大鼠脊髓损伤后半胱氨酸蛋白酶3的表达及神经细胞凋亡

目的:观察尿酸对大鼠脊髓损伤后损伤段半胱氨酸蛋白酶3的表达及神经细胞凋亡的影响。方法:实验于2005-07/12在同济医院矫形外科实验室完成。选用雌性SD大鼠55只,按随机数字表法分为3组,空白对照组5只,脊髓损伤组和尿酸处理组各25只。脊髓损伤组和尿酸处理组大鼠用改良的Allen’s打击法造脊髓损伤模型。空白对照组大鼠单纯切除椎板,不打击脊髓。脊髓损伤组和尿酸处理组大鼠分别于术后8h,24h,72h,7d,14d取材,每时点处死5只大鼠;空白对照组大鼠于术后8h处死取材。对损伤部位脊髓进行病理形态学观察;采用原位末端标记法标记凋亡细胞,计算凋亡细胞指数=凋亡细胞核数/总细胞核数;用免疫组化染色检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞。结果:纳入55只大鼠,全部进入结果分析,无脱失。①各组大鼠脊髓组织学检查结果比较:空白对照组大鼠脊髓未见出血、组织变性坏死等表现。与脊髓损伤组相比,尿酸处理组大鼠损伤脊髓出血坏死减少,炎性细胞浸润减轻。②各组大鼠脊髓组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞数及神经细胞凋亡指数比较:相同时点尿酸处理组大鼠的神经细胞凋亡指数和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞数均显著低于脊髓损伤组(t=3.057～6.965,P<0.05)。结论:尿酸可以抑制脊髓神经细胞凋亡及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达,对损伤脊髓组织具有保护作用。     

预防使用甲基强的松龙对急性脊髓损伤大鼠运动诱发电位的影响

目的：分析预防使用大剂量甲基强的松龙对急性脊髓损伤大鼠运动诱发电位的影响及对神经功能的保护作用。 方法：实验于2004-05在上海医药工业研究所实验动物中心完成，选择健康SD大鼠40只（鼠龄3个月），随机分成脊髓损伤模型组和甲基强的松龙预防使用组（甲基强的松龙组），按照取材时间不同分为24h，72h两个时间点，每个时间点10只。采用Allen’s重物打击脊髓损伤模型。显微镜下无菌暴露T5-9脊髓，在暴露的硬膜表面放置3mm&;#215;2mm的弧形垫片，将圆柱状金属棒沿细玻璃导管垂直、自由落下，制成脊髓损伤模型。重物重量10g，高度5cm，致伤能量50（g&;#183;cm）。脊髓损伤模型组椎板切除后进行重物打击，打击前30min由尾静脉推注生理盐水1mL；甲基强的松龙组椎板切除后重物打击，打击前30min由尾静脉推注甲基强的松龙30mg／kg。然后关闭切口。在脊髓损伤后24h、72h进行神经功能评分及标本的取材。并进行Molt斜板功能评分、脊髓病理形态学观察和运动诱发电位检测。 结果：每组每个时间点10只动物无死亡，全部进入结果分析。①甲基强的松龙组脊髓损伤后24h，72h时的Molt斜板功能评分均高于脊髓损伤模型组，其中脊髓损伤后24h差异无显著性，脊髓损伤后72h差异有显著性意义[（42．5&;#177;3．37）&;#176;，（24．3&;#177;2．41）&;#176;，P〈0．0001]。②甲基强的松龙组脊髓损伤后24h，72h时运动诱发电位潜伏期均短于脊髓损伤模型组，其中脊髓损伤后24h差异无显著性意义；脊髓损伤后72h差异有显著性意义[（7．84&;#177;0．64），（9．61&;#177;0．74）ms,P〈0.0001]。③甲基强的松龙组脊髓损伤后24h和72h的运动诱发电位波幅变化率较脊髓损伤模型组均显著增高，差异有显著性意义[（58．67&;#177;8．99）％，（34．79&;#177;8．84）％，P〈0．0001]；[（65．89&;#177;8．27）％，（40．45&;#177;9．61）％，P〈0．0001]。④与脊髓损伤模型组比较，甲基强的松龙组脊髓组织肿胀较轻，出血较少，胞浆空泡化及核固缩现象减少；白质轴突水肿、空泡变性减轻。结论：预防使用大剂量甲基强的松龙可明显改善损伤脊髓的病理形态，改善损伤脊髓的运动诱发电位，改善损伤脊髓的神经功能，对大鼠急性脊髓损伤有神经保护作用。     

犬脊髓挫伤后胶质瘢痕形成模型的建立

目的：利用犬脊髓挫伤模型，结合磁共振成像、体感诱发电位、运动诱发电位分析犬脊髓损伤后胶质瘢痕的形成。 方法：实验于2002-05／2003—04在解放军第三军医大学新桥医院实验动物中心完成。选取成年健康杂种犬12只，随机分为正常对照组3只，脊髓损伤组9只。脊髓损伤组动物，俯卧固定，定位棘突后以Ts为中心作行椎板切除，骨窗10mm&;#215;15mm，暴露脊髓背侧硬膜，参考Allen’s法自行设计打击装置。用冲击棒至脊髓损伤，致伤能量为450g&;#183;cm，形成重度脊髓损伤模型。正常对照组除不致伤外，其余操作同脊髓损伤组。脊髓损伤组分别于伤后1d，2周，8周各取材3只。术后进行犬后肢功能观察评价，测定犬双后肢体感诱发电位和运动诱发电位的变化，观察脊髓结构的影像学及组织学变化。 结果：①犬脊髓损伤后运动功能的变化：脊髓损伤组动物在损伤后1d。2周，8周观察的时间范围内，后肢和尾巴均未见活动。②犬脊髓损伤前后的电生理变化：脊髓损伤组动物在损伤前体感诱发电位和运动诱发电位均正常，但伤后增加刺激强度均不能记录到体感诱发电位和运动诱发电位。⑧各组脊髓结构的影像学比较：脊髓损伤组动物伤后损伤部位表现为T1加权成像呈局部低信号，T2加权成像呈高信号，信号纵向为（10．0&;#177;0．13）mm，大约是砸伤长度的2倍，为椭圆形空洞形成，局部脊髓萎缩变细，蛛网膜下腔粘连、连续性中断。④犬脊髓损伤后脊髓组织学变化：伤后1d脊髓弥漫出血、渗出，脊髓中央管变形，神经元内氏体减少。伤后2周仍有出血、水肿，脊髓白质空泡样改变，脊髓中央灰质坏死、空洞形成。伤后8周空洞壁为大量胶质细胞形成的胶质瘢痕，并见炎细胞浸润。 结论：450g&;#183;cm致伤能量可导致犬脊髓严重损伤，从而形成典型的空洞及胶质瘢痕，提示该模型有利于慢性时期损伤修复的分析。     

早期跑台及转轮训练对大鼠脊髓损伤后的功能恢复及ED1表达的影响

目的观察早期跑台及转轮训练对大鼠脊髓损伤后的功能恢复及ED1表达的影响。 方法选取22只SD大鼠按随机数字表法分为对照组(8只)、训练组(8只)和假手术组(6只)。对照组和训练组制备T9大鼠脊髓挫伤模型,假手术组只进行T9椎板切除术,而不损伤脊髓。去除死亡及造模失败大鼠,最终17只大鼠完成本研究并纳入统计分析,其中对照组6只、训练组5只、假手术组6只。术后第2天开始进行BBB评分,以后每周进行BBB评分。训练组术后第2天开始转轮及跑台训练,每周5次,持续8周;8周后处死各组大鼠,用多聚甲醛心脏灌流固定,包埋后行冰冻切片,损伤处脊髓切片行尼氏染色、ED1及GFAP免疫荧光染色检测脊髓空洞及损伤面积及炎症细胞表达。 结果①术后第2天,假手术组的BBB评分为(20.58±1.44)分,得分最高;对照组和训练组大鼠的后肢失去运动能力或仅残存一个或两个后肢关节轻微运动,2组大鼠的BBB评分差异无统计学意义;评定后训练组开始治疗,术后1周与对照组相比,训练组显示更高的BBB评分(t2,29＝6.13,P<0.001),而术后3周、5周直到术后8周,组间差异均有统计学意义（P<0.05）;术后第7周和第8周时,训练组的BBB评分分别为（13.60±1.71）和（14.60±1.26）分,而对照组评分较低［（11.83±0.72）和（12.17±0.94）分］;但术后2周和4周时,对照组与训练组相比,组间差异无统计学意义（P>0.05）。②组织形态学分析,显示脊髓挫压伤会导致空洞,局部组织结构的丧失,损伤中心白质和灰质均发生变化,空腔会延伸几个毫米,尚存完好的组织淡染并显示部分脱髓鞘变化和小的空腔;假手术组脊髓很完整。与对照组相比,训练组能显著减小损伤面积（P<0.05）,但不能减小空洞面积（P>0.05);脊髓损伤后ED1阳性细胞数明显增多［（1905.08±807.38）个］,主要表达在空洞周围,与对照组相比,训练组的ED1阳性细胞数明显降低［（687.20±458.02）个］,且组间差异有统计学意义(P<0.01)。 结论康复训练可以促进脊髓挫压伤后大鼠运动功能的恢复,其可能机制与康复训练可以减少损伤面积及损伤处炎症有关。     

红花注射液对大鼠脊髓损伤后继发性水肿的影响

目的探讨大鼠脊髓损伤(SCI)后,红花注射液对脊髓继发性水肿的影响。方法将18只SD大鼠随机分为假手术组(A组),脊髓打击损伤组(B组)、红花溶液组(C组),每组6只。B组根据改良的重物撞击装置制备脊髓急性打击损伤动物模型,C组在脊髓打击损伤后进行腹腔注射红花溶液100 mg/kg。观察并检测3组大鼠SCI后1、24、48 h 3个不同时间点后肢运动功能评分变化以及脊髓组织病理学、组织含水量。结果术后A组大鼠功能完全恢复;C组与B组相比,大鼠后肢运动功能24、48 h 2个时间点均有所改善,但24 h时已出现明显差异(P<0.05),48 h时差异更为显著(P<0.01)。SCI后B、C各组的损伤段组织含水量均与A组有明显差异(P<0.05);SCI后24 h时C组与B组相比明显较低(P<0.05),48 h差异更显著(P<0.01)。结论 红花注射液能通过抑制脊髓继发性水肿,促进SCI后的组织功能恢复。     

大鼠脊髓胶质瘢痕形成的规律

背景:脊髓损伤后治疗不理想的原因是脊髓组织的囊变和胶质瘢痕的形成,因此,明确胶质瘢痕的发生发展规律具有重要意义。目的:观察大鼠脊髓损伤后脊髓胶质瘢痕形成的空间分布、时间规律,以及轴突变化特征。方法:采用改良Allen重物坠落法建立SD大鼠脊髓损伤模型,分别于损伤后1d,3d,5d,1周,2周,4周,6周,8周,10周,12周取材。以正常饲养的大鼠作对照。结果与结论:大鼠脊髓损伤后4周开始出现致密瘢痕增生,之后瘢痕厚度平稳下降,至损伤后10周形成光滑的囊腔壁,囊腔内无胶质纤维酸性蛋白阳性星形胶质细胞,损伤区囊腔周围的胶质瘢痕内可见密集肥大的星形胶质细胞,未见神经丝蛋白阳性轴突位于囊腔内。提示脊髓损伤后4周胶质瘢痕厚度达到高峰,囊腔与残存轴突之间开始形成机械屏障,损伤后10周瘢痕厚度趋于稳定。