吡拉西坦通过MAPK通路治疗大鼠脊髓损伤的疗效观察与机制研究

目的: 探讨吡拉西坦通过丝裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路治疗脊髓损伤大鼠的作用机制。方法: 将54只体重为80~100 g的6周龄SD雌性健康大鼠采用随机数字表法分为假手术组、脊髓损伤组、吡拉西坦组,每组18只。脊髓损伤组、吡拉西坦组使用打击器建立脊髓损伤模型,假手术组不损伤脊髓。吡拉西坦组按照5 ml·kg-1标准予尾静脉注射吡拉西坦,连续干预3 d,每日1次;其他2组注射等剂量、等次数、等时长的生理盐水。分别于术后1、3、7 d处死大鼠并取材,观察并比较大鼠脊髓损伤行为学评分(Basso,Beattie and Bresnahan locomotor rating scale,BBB)的变化,使用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测脊髓炎症因子白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平变化,HE染色观察脊髓损伤大鼠的形态学变化,免疫组化观察水通道蛋白-4(aquaporin 4,AQP4)表达水平,蛋白质免疫印迹法(western blotting,WB)观察脊髓损伤后MAPK信号通路在大鼠脊髓中的激活状态。结果: 假手术组1、3、7 d的BBB评分均为21分;脊髓损伤组分别为(1±1)、(4±1)、(7±2)分;吡拉西坦组分别为(1±1)、(5±1)、(9±2)分;脊髓损伤组与假手术组比较,差异有统计学意义(P<0.05);吡拉西坦组与脊髓损伤比较,差异有统计学意义(P<0.05)。HE染色结果显示,假手术组形态未见异常。脊髓损伤组在术后1 d时,脊髓组织出现出血、变性;术后3 d,脊髓组织内出现片状坏死区;术后7 d,脊髓组织开始缓慢修复。吡拉西坦组术后1 d,脊髓损伤出血面积较脊髓损伤组减小;术后3 d,坏死区域较脊髓损伤组减少,细胞核消失范围较脊髓损伤组缩小;术后7 d,脊髓开始缓慢恢复。假手术组大鼠造模后1、3、7 d脊髓组织中AQP4染色较淡;脊髓损伤组AQP4染色加深,面积增大;吡拉西坦组AQP4染色较脊髓损伤组变淡,较假手术组阳性细胞略增多,染色微深。造模第1、3、7天,脊髓损伤组IL-6,IL-10,IL-1β和TNF-α水平高于手术组和吡拉西坦组(P<0.05)。与脊髓损伤组比,吡拉西坦组HE染色脊髓出血及坏死区域面积减小,免疫组化显示AQP4染色变淡。WB结果显示,造模第3天,脊髓损伤组p-ERK,p-JNK和p-p38水平高于假手术组和吡拉西坦组(P<0.05)。结论: 吡拉西坦不仅在促进脊髓损伤后的运动功能恢复方面表现出显著效果,而且在减少病变面积、调节AQP4表达以减轻水肿,以及通过调控MAPK信号通路降低炎症反应方面均显示出积极的治疗潜力。