不同年龄大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切半胱氨酸蛋白酶3的活性及坐骨神经损伤后的表达变化

目的:观察不同年龄大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达情况及其在坐骨神经损伤后的表达变化,并分析其与脊髓细胞凋亡的关系。方法:实验于2004-03/09在解放军第三军医大学大坪医院野战外科研究所完成。选择Wistar大鼠324只,成年、幼年、老年大鼠各108只。不同年龄组动物均随机分为对照组和手术组,对照组12只为非手术组;手术组共96只,分为术后1d,3d,1周、2周、3周、4周、5周、6周8个时间组,每组12只。各手术组大鼠均在戊巴比妥钠麻醉后,切除股方肌下缘约6mm的坐骨神经。大鼠脊髓细胞凋亡情况采用原位缺口末端标记法及流式细胞仪AnnexinⅤ/PI双标检测法,原位缺口末端标记阳性细胞及AnnexinⅤ阳性细胞即凋亡细胞;大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达情况应用免疫组化法检测;大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性应用ActivityAssay试剂盒检测。结果:所有大鼠全部进入结果分析,无脱失。①脊髓细胞凋亡情况的原位缺口末端标记及流式细胞仪AnnexinⅤ/PI双标检测结果:正常成年及老年大鼠未见明显标记的阳性细胞,正常幼年大鼠可见个别阳性标记细胞,坐骨神经损伤诱导脊髓神经细胞凋亡的高发时间为伤后2～4周,老年大鼠细胞凋亡持续时间较长。各手术组正常侧与对照组相比差异无显著性意义(P>0.05)。不同年龄大鼠AnnexinⅤ阳性细胞出现时间均早于原位缺口末端标记阳性细胞。②天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性及表达情况比较:幼年正常组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达及天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性均高于成年及老年大鼠(P<0.01),损伤后各年龄组均有明显变化,幼年正常组损伤后1d天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3开始升高,升高时间早于成年及老年组。各手术组正常侧与对照组相比差异无显著性意义(P>0.05)。结论:脊髓细胞凋亡情况与天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性测定结果有较好的相同改变趋势,提示天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的活化是细胞凋亡的早期生物化学指标。不同年龄大鼠正常时脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达以其在坐骨神经损伤后的表达变化存在差异,说明针对不同年龄段发生的周围神经损伤,其促进神经再生调控时期不同。     

不同年龄大鼠坐骨神经损伤后睫状神经营养因子对脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达的影响

背景：天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3是一种促进细胞凋亡的半胱氨酸蛋白酶，睫状神经营养因子具有多种生物活性，能保护损伤后多种神经元特别是运动神经元，减少神经细胞损伤的发生。目的：观察睫状神经营养因子对天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3在坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中的表达以及在不同年龄阶段的变化规律和调控特点。设计：随机对照动物实验。单位：解放军第三军医大学野战外科研究所大坪医院超声科、第五研究室。材料：实验于2000-04／2001—12在解放军第三军医大学野战外科研究所完成。Wistar大鼠，体质量30～100g的幼年大鼠（鼠龄20d）、200—350g的成年大鼠（鼠龄4个月）、400-800g的老年大鼠（鼠龄18-24个月）各270只，雌雄不限，共810只。方法：①实验动物分组：各年龄组大鼠随机分为正常组（n=18）、睫状神经营养因子组（n=126）和生理盐水组（n=126），睫状神经营养因子组和生理盐水组分为术后1d、3d、1周、2周、4周、8周、12周组。②动物模型制作：睫状神经营养因子组和生理盐水组切除2mm右侧坐骨神经，用硅胶管连接近、远侧神经残端制作神经再生小室，睫状神经营养因子组再生小室内注入25mg／L重组睫状神经营养因子15μL，生理盐水组再生小室内注入生理盐水15μL。③待测标本的制作及检测：分别取各组动物6只，取脊髓L3-5节段，进行天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3免疫组织化学检测、天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性检测和Western blotting检测。主要观察指标：①免疫组织化学检测的各组大鼠脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的表达。②Western blotting检测脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的分布与表达强度变化。③天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性变化。结果：810只大鼠进入结果分析。①免疫组织化学检测各组大鼠脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的表达：损伤后各年龄组生理盐水组伤侧神经元天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3染色表达增强，伤后2周、4周明显增多、增强，8周、12周较少神经元表达阳性；睫状神经营养因子组损伤后各年龄组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达增强，伤后2周、4周最为明显。②Western blotting检测脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的分布与表达强度变化：各年龄正常组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达差异无显著性意义（P〉0．05）。与同龄正常组及对侧未伤侧比较，各年龄组生理盐水组及睫状神经营养因子组损伤后1周、2周、4周天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达增强，差异有显著性意义（P〈0．05～0．01）；睫状神经营养因子组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3幼年于损伤后1周、2周、4周，成年于2周、4周，老年于4周表达较生理盐水组减弱，差异有显著性意义（P〈0．05-0．01）。各组对侧未伤侧与正常组比较，差异无显著性意义（P〉0．05）。③天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性变化：幼年、成年、老年生理盐水组伤侧脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性升高，各时相点幼年大鼠天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性高于老年组及成年组（P〈0．05～0．01），幼年、成年、老年组睫状神经营养因子组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性低于生理盐水组（P〈0．05～0．01）。损伤后生理盐水组及睫状神经营养因子组对侧未伤侧天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性，除幼年伤后12周较正常组低外（P〈0．05），其余各组与正常组比较，差异无显著性意义（P〉0．05）。结论：坐骨神经损伤后不同鼠龄大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3蛋白表达及活性增高，外源性睫状神经营养因子可减少脊髓神经元中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3蛋白表达及活性，起保护脊髓神经细胞的作用，其作用在幼年组、成年组及老年组依次减弱。     

不同年龄大鼠坐骨神经损伤后睫状神经营养因子对脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达的影响

背景天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3是一种促进细胞凋亡的半胱氨酸蛋白酶,睫状神经营养因子具有多种生物活性,能保护损伤后多种神经元特别是运动神经元,减少神经细胞损伤的发生.目的观察睫状神经营养因子对天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3在坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中的表达以及在不同年龄阶段的变化规律和调控特点.设计随机对照动物实验.单位解放军第三军医大学野战外科研究所大坪医院超声科、第五研究室.材料实验于2000-04/2001-12在解放军第三军医大学野战外科研究所完成.Wistar大鼠,体质量30～100 g的幼年大鼠(鼠龄20 d)、200～350 g的成年大鼠(鼠龄4个月)、400～800 g的老年大鼠(鼠龄18～24个月)各270只,雌雄不限,共810只.方法[1]实验动物分组各年龄组大鼠随机分为正常组(n=18)、睫状神经营养因子组(n=126)和生理盐水组(n=126),睫状神经营养因子组和生理盐水组分为术后1 d、3 d、1周、2周、4周、8周、12周组.[2]动物模型制作睫状神经营养因子组和生理盐水组切除2mm右侧坐骨神经,用硅胶管连接近、远侧神经残端制作神经再生小室,睫状神经营养因子组再生小室内注入25 mg/L重组睫状神经营养因子15 μL,生理盐水组再生小室内注入生理盐水15μL.[3]待测标本的制作及检测分别取各组动物6只,取脊髓L3-5节段,进行天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3免疫组织化学检测、天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性检测和Western blotting检测.主要观察指标[1]免疫组织化学检测的各组大鼠脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的表达.[2]Western blotting检测脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的分布与表达强度变化.[3]天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性变化.结果810只大鼠进入结果分析.[1]免疫组织化学检测各组大鼠脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的表达损伤后各年龄组生理盐水组伤侧神经元天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3染色表达增强,伤后2周、4周明显增多、增强,8周、12周较少神经元表达阳性;睫状神经营养因子组损伤后各年龄组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达增强,伤后2周、4周最为明显.[2]Western blotting检测脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3的分布与表达强度变化各年龄正常组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达差异无显著性意义(P＞0.05).与同龄正常组及对侧未伤侧比较,各年龄组生理盐水组及睫状神经营养因子组损伤后1周、2周、4周天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3表达增强,差异有显著性意义(P＜0.05～0.01);睫状神经营养因子组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3幼年于损伤后1周、2周、4周,成年于2周、4周,老年于4周表达较生理盐水组减弱,差异有显著性意义(P＜0.05～0.01).各组对侧未伤侧与正常组比较,差异无显著性意义(P＞0.05).[3]天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性变化幼年、成年、老年生理盐水组伤侧脊髓天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性升高,各时相点幼年大鼠天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性高于老年组及成年组(P＜0.05～0.01),幼年、成年、老年组睫状神经营养因子组天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性低于生理盐水组(P＜0.05～0.01).损伤后生理盐水组及睫状神经营养因子组对侧未伤侧天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3活性,除幼年伤后12周较正常组低外(P＜0.05),其余各组与正常组比较,差异无显著性意义(P＞0.05).结论坐骨神经损伤后不同鼠龄大鼠脊髓组织中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3蛋白表达及活性增高,外源性睫状神经营养因子可减少脊髓神经元中天冬氨酸特异酶切的半胱氨酸蛋白酶3蛋白表达及活性,起保护脊髓神经细胞的作用,其作用在幼年组、成年组及老年组依次减弱.     

三七总皂苷干预脊髓损伤大鼠诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的变化

目的：观察三七总皂苷注射液对大鼠脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的作用机制。方法：实验于2005—06／1l在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科实验室完成。将64只SD大鼠数字表法随机分为损伤组和三七总皂苷组（n=32），2组按存活时间分为1，3，7，14d4个时间点，每个时问点8只。所有大鼠采用Allen’s法制备脊髓中度损伤模型（致伤能量为40g&;#183;cm），三七总皂苷组伤后30min腹腔注射50mg／L三七总皂苷100mg／kg，伤后2h及4h再次给予50mg／kg，以后1次／d，剂量200mg／kg，连用12d。损伤组相同时间点腹腔注射等体积生理盐水。2组均于预定对间点处死大鼠，取出伤段脊髓（以损伤处为中心，长约10mm），用苏术精-伊红染色观察损伤脊髓组织病理变化，免疫组化染色检测诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞率。结果：64只大鼠全部进入结果分析。①苏木精-伊红染色光镜下发现脊髓组织病理学改变三七总皂苷组明显轻于损伤组。②诱导型一氧化氮合酶阳性细胞率：三七总皂苷组在伤后1，3，7，14d均低于损伤组[（21．38&;#177;3．69）％。（36．24&;#177;3．27）％，（30．56&;#177;2．89）％．（21．64&;#177;5.31）％；（39．48&;#177;3．78）％。（58，69&;#177;5．67）％。（68．97&;#177;5．34）％，（40．35&;#177;4．36）％。t=9．692，9．701，17．893，3．171，P〈0．05]。⑧半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞率：三七总皂苷组在伤后1，3，7，14d均低于损伤组[（26．29&;#177;3．21）％，（35，42&;#177;2．25）％，（48．58&;#177;2．64）％。（23．72&;#177;3．26）％：（32．43&;#177;2，69）％，（46、18&;#177;3．07）％，（60．31&;#177;5．35）％，（31，98&;#177;4、80）％，t=4．147。7．996，5．561，11．231，P〈0．05]。结论：三七总皂苷注射液能抑制脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达，从而减轻细胞损伤和凋亡。     

三七总皂苷干预脊髓损伤大鼠诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的变化

目的:观察三七总皂苷注射液对大鼠脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的作用机制。方法:实验于2005-06/11在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科实验室完成。将64只SD大鼠数字表法随机分为损伤组和三七总皂苷组(n=32),2组按存活时间分为1,3,7,14d4个时间点,每个时间点8只。所有大鼠采用Allen’s法制备脊髓中度损伤模型(致伤能量为40g·cm),三七总皂苷组伤后30min腹腔注射50mg/L三七总皂苷100mg/kg,伤后2h及4h再次给予50mg/kg,以后1次/d,剂量200mg/kg,连用12d。损伤组相同时间点腹腔注射等体积生理盐水。2组均于预定时间点处死大鼠,取出伤段脊髓(以损伤处为中心,长约10mm),用苏木精-伊红染色观察损伤脊髓组织病理变化,免疫组化染色检测诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞率。结果:64只大鼠全部进入结果分析。①苏木精-伊红染色光镜下发现脊髓组织病理学改变三七总皂苷组明显轻于损伤组。②诱导型一氧化氮合酶阳性细胞率:三七总皂苷组在伤后1,3,7,14d均低于损伤组[(21.38±3.69)%,(36.24±3.27)%,(30.56±2.89)%,(21.64±5.31)%;(39.48±3.78)%,(58.69±5.67)%,(68.97±5.34)%,(40.35±4.36)%,t=9.692,9.701,17.893,3.171,P<0.05]。③半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞率:三七总皂苷组在伤后1,3,7,14d均低于损伤组[(26.29±3.21)%,(35.42±2.25)%,(48.58±2.64)%,(23.72±3.26)%;(32.43±2.69)%,(46.18±3.07)%,(60.31±5.35)%,(31.98±4.80)%,t=4.147,7.996,5.561,11.231,P<0.05]。结论:三七总皂苷注射液能抑制脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达,从而减轻细胞损伤和凋亡。     

大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达及意义 继发性脊髓损伤适宜干预时间窗的选择

背景：半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶家族被认为是细胞凋亡的执行因子，脊髓损伤后可发生神经细胞凋亡。目的：观察大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达变化，探讨其与神经细胞凋亡发生的关系，为判定减轻继发性脊髓损伤的适宜干预时间窗提供依据。设计：自身对照、相互对照动物实验。单位：华中科技大学同济医学院附属同济医院创伤外科、骨科。材料：实验于2001-09／12在华中科技大学同济医学院附属同济医院骨科实验室完成。54只SD大鼠，雌雄不限，体质量220～250g，由华中科技大学同济医学院动物实验中心提供。方法：①动物模型建立及分组：将大鼠分为对照组和损伤组，对照组仅做T8，T9椎板切除术，损伤组于4、8h和1，2，3，7，14和21d取材共9组，每组6只。以30g／L戊巴比妥钠腹腔麻醉后，按Nystrom法暴露T8，T9节段胸髓，将50g重物通过2．2mm&;#215;5．0mm弧型光滑金属垫片压迫该段脊髓后正中部5min，损伤后每天10：00，16：00和22：003次人工膀胱排尿，直至建立反射性膀胱排空。②取材及切片准备：在脊髓损伤后各时间点完整取出脊髓全长，将每组4只损伤段脊髓组织块，长约8mm，石蜡包埋，连续切片，分别行苏木素伊红染色、免疫组化及原位末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧三磷酸尿苷缺口末端标记法（TdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling，TUNEL）标记；每组2只在冰上处死，将损伤脊髓中心组织置入液氮罐中保存备用。③检测指标：以免疫组化法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达，以逆转录-聚合酶链反应半定量测定半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3mRNA的表达变化，以TUNEL法检测神经细胞的凋亡水平，并以直线相关分析半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达和神经细胞凋亡的相关性。主要观察指标：①光镜下各组大鼠脊髓损伤观察。②免疫组化结果。③各组大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达变化。④各组大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡情况及与半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达的相关性。结果：纳人结果分析的各组动物数均为6只。①光镜下各组大鼠脊髓损伤观察结果：损伤段1h有广泛出血；4～8h脊髓结构开始破坏，大量的神经元死亡；24h脊髓破坏严重；7-21d损伤范围确定，脊髓内有空洞形成。②免疫组化检测的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果：正常大鼠脊髓神经细胞中很少有半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达（2．1&;#177;0．5）；脊髓损伤后8h，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达阳性的神经细胞明显增加（89．2&;#177;10．5），3d达到高峰（189．6&;#177;12．7）；半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的阳性细胞与凋亡细胞出现的时限相似，呈正相关（r=0．941）。⑧逆转录-聚合酶链反应检测的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果：半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3mRNA4h开始增高（0．442&;#177;0．024），48h达到高峰（0．634&;#177;0．028），7d后恢复正常（0．351&;#177;0．013），早于凋亡出现的时期，与神经细胞凋亡水平呈正相关（r=0．622）。④TUNEL标记及计数的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果：对照组及4h组仅见偶染细胞，8h后开始出现阳性细胞，主要位于灰质中；此后阳性细胞逐渐增多，3d达到高峰，7d灰质中凋亡染色的阳性细胞逐渐减少，主要在周围白质中，14和21d可见少量的阳性细胞。结论：在正常的脊髓组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3是以活性很低的酶原形式存在；大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达增强，8h开始大量表达，24-48h达到高峰，与TUNEL所检测的阳性凋亡细胞在时间上相重叠，从半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞先后出现的区域上看，与脊髓损伤阳性凋亡细胞一致，可见半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3参与了脊髓损伤细胞凋亡的调节。从本实验可以看出，从脊髓损伤后到半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活化这段时间是脊髓损伤干预细胞凋亡、减轻继发性脊髓损伤治疗时间窗，应用基因干预或特异性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶抑制剂宜在48h内应用。     

坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中bcl-xl基因的表达及变化

目的：凋亡可能为大鼠坐骨神经损伤所致脊髓神经细胞损害的一种重要病理改变，而bcl-xl基因有抗细胞凋亡的作用，为此观察坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中bcl-xl表达变化。方法：幼年、成年、老年Wistar大鼠各144只，各年龄组大鼠分别随机分为对照组(18只)和实验组(126只)。实验组切除2mm右侧坐骨神经，用硅胶管连接近、远侧神经残端，硅胶管内注人生理盐水15μL。实验组和对照组分为术后1，3d，1，2，4，8，12周组。利用免疫组织化学、Westem blotting检测脊髓bcl-xl的分布与表达强度变化，流式细胞仪检测凋亡细胞百分率。结果：对照组脊髓凋亡细胞成年及老年＜3％、幼年＞3％，实验组伤侧脊髓老年及幼年组于伤后3d，成年组于伤后1周凋亡细胞百分率升高，幼年及成年组凋亡细胞百分率2周达高峰(P＜O．05或O．01)，8，12周凋亡细胞百分率逐渐下降，老年凋亡细胞百分率高水平持续至伤后12周。与同龄对照组及未伤侧比较，各年龄对照组损伤后3d，1，2周，伤侧6cz．列表达减弱(P＜O．05)，伤后4周恢复正常，老年组8周。幼年及成年组8周。12周bcl-xl表达较未伤侧及对照组显著增高(P＜O．05或O．01)。各年龄组未伤侧与对照组比较，bcl-xl凋亡细胞百分率差异无显著性意义(P＞O．05)。结论：坐骨神经损伤后早期各年龄组神经元bcl-xl表达减弱，后期可通过促进抗凋亡基因bcl-xl的产生来减少凋亡的发生，其作用在幼年组、成年组较强，老年组较弱。     

大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达及意义继发性脊髓损伤适宜干预时间窗的选择

背景半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶家族被认为是细胞凋亡的执行因子,脊髓损伤后可发生神经细胞凋亡.目的观察大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达变化,探讨其与神经细胞凋亡发生的关系,为判定减轻继发性脊髓损伤的适宜干预时间窗提供依据.设计自身对照、相互对照动物实验.单位华中科技大学同济医学院附属同济医院创伤外科、骨科.材料实验于2001-09/12在华中科技大学同济医学院附属同济医院骨科实验室完成.54只SD大鼠,雌雄不限,体质量220～250g,由华中科技大学同济医学院动物实验中心提供.方法①动物模型建立及分组将大鼠分为对照组和损伤组,对照组仅做Ts,T9椎板切除术,损伤组于4、8 h和1,2,3,7,14和21 d取材共9组,每组6只.以30 g/L戊巴比妥钠腹腔麻醉后,按Nystrom法暴露T8,T9节段胸髓,将50 g重物通过2.2 mm×5.0 mm弧型光滑金属垫片压迫该段脊髓后正中部5 min,损伤后每天1000,1600和2200 3次人工膀胱排尿,直至建立反射性膀胱排空.②取材及切片准备在脊髓损伤后各时间点完整取出脊髓全长,将每组4只损伤段脊髓组织块,长约8 mm,石蜡包埋,连续切片,分别行苏木素伊红染色、免疫组化及原位末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧三磷酸尿苷缺口末端标记法(TdT-mediated dUTP-biotin nick endlabeling,TUNEL)标记;每组2只在冰上处死,将损伤脊髓中心组织置入液氮罐中保存备用.③检测指标以免疫组化法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达,以逆转录-聚合酶链反应半定量测定半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3 mRNA的表达变化,以TUNEL法检测神经细胞的凋亡水平,并以直线相关分析半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达和神经细胞凋亡的相关性.主要观察指标①光镜下各组大鼠脊髓损伤观察.②免疫组化结果.③各组大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达变化.④各组大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡情况及与半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的表达的相关性.结果纳入结果分析的各组动物数均为6只.①光镜下各组大鼠脊髓损伤观察结果损伤段1 h有广泛出血;4～8 h脊髓结构开始破坏,大量的神经元死亡;24 h脊髓破坏严重;7～21 d损伤范围确定,脊髓内有空洞形成.②免疫组化检测的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果正常大鼠脊髓神经细胞中很少有半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达(2.1±0.5);脊髓损伤后8 h,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达阳性的神经细胞明显增加(89.2±10.5),3 d达到高峰(189.6±12.7);半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的阳性细胞与凋亡细胞出现的时限相似,呈正相关(r=0.941).③逆转录-聚合酶链反应检测的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3 mRNA 4 h开始增高(0.442±0.024),48 h达到高峰(0.634±0.028),7 d后恢复正常(0.351±0.013),早于凋亡出现的时期,与神经细胞凋亡水平呈正相关(~0.622).4④rUNEL标记及计数的各组大鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达的结果对照组及4 h组仅见偶染细胞,8 h后开始出现阳性细胞,主要位于灰质中;此后阳性细胞逐渐增多,3 d达到高峰,7 d灰质中凋亡染色的阳性细胞逐渐减少,主要在周围白质中,14和21 d可见少量的阳性细胞.结论在正常的脊髓组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3是以活性很低的酶原形式存在;大鼠脊髓损伤后半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达增强,8 h开始大量表达,24～48 h达到高峰,与TUNEL所检测的阳性凋亡细胞在时间上相重叠,从半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞先后出现的区域上看,与脊髓损伤阳性凋亡细胞一致,可见半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3参与了脊髓损伤细胞凋亡的调节.从本实验可以看出,从脊髓损伤后到半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活化这段时间是脊髓损伤干预细胞凋亡、减轻继发性脊髓损伤治疗时间窗,应用基因干预或特异性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶抑制剂宜在48 h内应用.     

坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中bcl-xl基因的表达及变化

目的:凋亡可能为大鼠坐骨神经损伤所致脊髓神经细胞损害的一种重要病理改变,而bcl-xl基因有抗细胞凋亡的作用,为此观察坐骨神经损伤后不同年龄大鼠脊髓组织中bcl-xl表达变化。方法:幼年、成年、老年Wistar大鼠各144只,各年龄组大鼠分别随机分为对照组(18只)和实验组(126只)。实验组切除2mm右侧坐骨神经,用硅胶管连接近、远侧神经残端,硅胶管内注入生理盐水15μL。实验组和对照组分为术后1,3d,1,2,4,8,12周组。利用免疫组织化学、West-ernblotting检测脊髓bcl-xl的分布与表达强度变化,流式细胞仪检测凋亡细胞百分率。结果:对照组脊髓凋亡细胞成年及老年<3%、幼年>3%,实验组伤侧脊髓老年及幼年组于伤后3d,成年组于伤后1周凋亡细胞百分率升高,幼年及成年组凋亡细胞百分率2周达高峰(P<0.05或0.01),8,12周凋亡细胞百分率逐渐下降,老年凋亡细胞百分率高水平持续至伤后12周。与同龄对照组及未伤侧比较,各年龄对照组损伤后3d,1,2周,伤侧bcl-xl表达减弱(P<0.05),伤后4周恢复正常,老年组8周,幼年及成年组8周,12周bcl-xl表达较未伤侧及对照组显著增高(P<0.05或0.01)。各年龄组未伤侧与对照组比较,bcl-xl、凋亡细胞百分率差异无显著性意义(P>0.05)。结论:坐骨神经损伤后早期各年龄组神经元bcl-xl表达减弱,后期可通过     

大鼠中等程度创伤性脑损伤后神经细胞凋亡及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达与活性的时效关系

目的：观察大鼠中等程度创伤性颅脑损伤后神经细胞凋亡及凋亡执行因子半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达和活性的时间动态演变，并探讨三者之间的时效关系。方法：实验于2004-04／10在解放军第三军医大学创伤、烧伤、复合伤国家重点实验室完成。选择健康SD大鼠48只，随机分为假致伤组8只和损伤组40只，损伤组根据处死时间分为2，12，24，48，72h共5个时相点，每个时相点8只大鼠。损伤组制备中等程度创伤性脑损伤模型，假致伤组仅作颅骨钻孔而不致伤，术后24h处死。观察中度脑损伤后2h-3d伤侧大脑皮质、海马神经细胞凋亡情况采用原位末端标记技术；观察半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达和活性的变化采用免疫组织化学及免疫荧光技术。结果：48只大鼠全部进入结果分析。①各组大鼠中度脑损伤后不同时间点大脑皮质、海马神经细胞凋亡情况：创伤性脑损伤后2h在伤侧皮质和海马区即可见有少量凋亡细胞，并呈逐渐增多趋势，主要分布在伤侧皮质、皮质下白质、海马等区域，12-24h凋亡细胞增多，48-72h达到凋亡高峰，明显高于假致伤组。②各组大鼠中度脑损伤后不同时间点半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表达：脑损伤后2h在损伤灶及其周围皮质即有少量的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞，脑损伤后24-48h阳性细胞数量明显增加。脑挫伤后72h半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞数有所下降。假致伤组脑组织偶见半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3阳性细胞。③各组大鼠中度脑损伤后不同时间点半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性变化：脑损伤后损伤灶及附近皮质神经细胞内半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性2h开始升高，伤后48h达高峰，损伤侧海马区域神经细胞内半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性2h开始升高，24h达高峰，而后开始下降。结论：大鼠创伤性脑损伤后损伤区周围皮质和损伤侧海马神经细胞凋亡数量的变化与伤后时程有关。伤后细胞半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性增加可能是导致细胞凋亡的因素。     

坐骨神经损伤后相应脊髓前角运动神经元的形态学变化

目的探讨坐骨神经损伤与修复过程中相应脊髓前角外侧核运动神经元的形态学变化,并对神经元尼氏染色法的应用价值进行评估。方法采用硅胶管套接切断的大鼠坐骨神经模型,应用焦油紫染色、甲苯胺蓝染色和硫堇染色等3种尼氏法对伤后7、14、30d脊髓前角运动神经元进行形态学观察。结果应用3种染色方法均观察到坐骨神经伤侧脊髓前角外侧核大、中型运动神经元的形态结构和存活率与对照侧有明显差别。与对照侧比较,伤后7d伤侧脊髓神经元数目减少,存活率降低;伤后14d和伤后30d,尤其是伤后30d,伤侧脊髓神经元数目减少更显著,存活率下降更明显,有些神经元轮廓不清且尼氏体模糊。结论随着大鼠坐骨神经损伤时间的延长,其相应脊髓前角运动神经元的损伤程度逐渐增加,尤其是伤后30d退变非常明显。焦油紫染色方法是显示神经元尼氏体及反映神经元生活状态的简捷有效的方法。     

大鼠坐骨神经损伤后脊髓运动神经元捷状神经营养因子的表达及针刺干预后的变化

目的:观察了坐骨神经损伤后脊髓运动神经元睫状神经营养因子(ciliarynewrotrophicfactors,CNTF)表达水平及针刺、神经生长因子(nervegrowthfactor,NGF)干预后的相关变化,旨在探讨针刺促进周围神经损伤修复的机制。方法:选用160只Wister大鼠,分电针组、药物组(NGF)、手针及模型、假手术组5组。钳夹坐骨神经制造周围神经损伤模型,采用免疫组织化学染色同光、电镜相结合方法,利用图像分析系统检测不同干预手段、对不同时间点脊髓CNTF阳性运动神经元的计数和吸光度水平。结果:坐骨神经损伤后腰段脊髓CNTF阳性运动神经元数量和吸光度水平7d犤模型组CNTF阳性神经元数为(61.42±0.42)%犦开始下降,14d犤50.94±2.96)%犦明显下降,21d犤42.72±4.51)%犦达最低水平,28d犤49.37±2.70犦开始恢复,伤侧比对侧更为明显(P<0.05);针刺及NGF治疗,能降低神经元死亡数量、减少其吸光度下降程度(P<0.05),并能减轻神经元肿胀变性的形态学变化。结论:针刺及NGF能促进脊髓运动神经元存活、加快内源性CNTF水平的恢复;能减轻神经元的变性坏死程度,减少神经元的死亡。     

微波对坐骨神经损伤大鼠脊髓内生长相关蛋白-43表达的影响

目的:观察微波对坐骨神经损伤大鼠脊髓内生长相关蛋白-43(GAP-43)表达的影响,探讨微波促进周围神经再生的作用机制。方法:选取成年雄性SD大鼠64只,制成右侧坐骨神经钳夹损伤模型,随机分为微波治疗组和非治疗对照组,各32只,每组又分为3d、7d、14d、28d四个时间段各8只。治疗组于造模24h后取俯卧位,双腿伸直固定于实验台上,采用2450MHz微波辐射治疗,输出功率为6W,6min/次,5次/周,休息2d,直到取材的前一天。对照组于治疗组治疗同时予6min空白对照。于相应时间行大鼠一般状态观察,坐骨神经功能指数(SFI)测定及免疫组化染色观察GAP-43的表达。结果:微波治疗组术后大鼠一般状态优于对照组,治疗组SFI指数在术后第14天即出现明显升高,对照组则在术后第21天才开始明显升高,并且术后第14、21、28天治疗组SFI指数明显高于对照组(P<0.01),免疫组化染色示坐骨神经损伤后脊髓内GAP-43表达增强,在术后第3、7、14天治疗组GAP-43明显高于对照组(P<0.05,P<0.01)。结论:周围神经损伤后早期应用微波辐射治疗能增加GAP-43的表达,促进损伤神经再生及功能恢复。     

坐骨神经损伤后脊髓肝细胞生长因子mRNA及蛋白的表达

目的 研究坐骨神经损伤后再生过程中脊髓肝细胞生长因子（HGF）mRNA和蛋白的表达及经时变化规律，探讨周围神经损伤的机制。方法 采用原位杂交及免疫组化技术检测坐骨神经损伤后再生过程中脊髓HGF的mRNA及蛋白的表达。结果 大鼠坐骨神经损伤模型损伤侧的神经细胞胞质颗粒阳性染色强于未损伤侧；神经损伤后第3，7和14天，感觉。运动和副交感神经元内杂交信号明显增强，以第7天的变化最为显著。HGF蛋白的表达均于坐骨神经损伤后第1周开始增强，第2周时达峰值，然后下降。结论 周围神经损伤后，内源性HGF mRNA和蛋白表达增强，对神经元具有保护作用。     

坐骨神经损伤与修复过程中相应脊髓神经元变化的形态学观察

目的探讨坐骨神经损伤与再生修复过程中相应脊髓前角运动神经元的形态学变化和嗅被膜细胞(OECs)对神经元的保护作用。方法采用硅胶管套接切断的大鼠坐骨神经实验模型,将30只大鼠随机分为两组,治疗组硅胶管内注射OECs悬液,对照组注射生理盐水(SAL),应用尼氏法对术后7d、14d、30dSAL组与OECs组脊髓前角运动神经元进行形态学观察,比较两组同类神经元的存活率。结果OECs组治疗侧脊髓前角外侧核大、中型运动神经元的形态结构和存活率与对照组有明显差别。术后7d,OECs组治疗侧神经元数目较SAL组伤侧丢失减少,存活率上升。术后14d和30d,OECs组治疗侧神经元数目较SAL组伤侧明显增加,存活率明显升高,大多数神经元轮廓清楚,尼氏体清晰。结论OECs能减少坐骨神经损伤后相应脊髓前角运动神经元的退行性变。     

大鼠坐骨神经损伤后降钙素基因相关肽在脊髓神经元及运动终板中的变化

目的:观察周围神经损伤后降钙素基因相关肽(Calcitoningen-relatedpeptide,CGRP)在脊髓神经元及运动终板中的变化,以探讨CGRP与运动终板退行性变的关系。方法:以切断坐骨神经的大鼠为模型,以免疫组化方法结合计算机图像分析技术检测CGRP在脊髓神经元及运动终板中的变化,并以镀银法作同期运动终板退行性变的观察。结果:神经损伤1周后CGRP即在脊髓前角运动神经元中升至最高,并持续4周,8周后恢复正常。在正常胫前肌中可见神经末梢及运动终板均被CGRP抗体清晰标记。神经损伤1周后,CGRP在神经末梢和运动终板中即完全消失。神经切断后镀银法显示运动终板在前2周无明显变化,3周运动终板开始部分染色模糊、浅淡,8周运动终板完全消失。结论:在运动终板退行性变的机制中,CGRP的缺乏可能是一个重要的因素。