运动训练对大鼠损伤远端脊髓超微结构及脑源性神经营养因子表达的影响

目的:明确运动训练对大鼠脊髓损伤(SCI)后远端脊髓超微结构及脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。方法:成年雌性SD大鼠18只,采用改良Allen撞击法制作T9不完全性SCI模型。术后随机分为损伤后1周组、对照组(未行训练)及训练组(术后1周开始训练,共4周)。分别在损伤前、损伤后第1、2、3、4及5周时采用BBB评分评定运动功能,训练结束后取腰膨大段脊髓进行电镜观察超微结构,免疫组化检测BDNF蛋白表达情况。结果:①BBB评分:对照组与训练组BBB评分均较损伤后1周、2周明显提高,但训练组较对照组增加更为显著(P<0.05)。②超微结构:损伤后1周组,髓鞘排列规律整齐、轴索较均匀一致、核仁清晰;对照组髓鞘松散、轴索与髓鞘间出现空隙、轴突变性及空泡;训练组髓鞘完整、较薄、轴索均匀、髓鞘下及神经纤维周围基质中少见空泡。③BDNF免疫组化:BDNF免疫反应阳性产物多分布于脊髓前角,中央管周围也有出现,背角少见;训练组BDNF阳性染色颗粒增多,平均光密度值较损伤后1周组及对照组均显著增加(P<0.05)。结论:运动训练能减轻损伤远端脊髓继发性损害,并促进BDNF蛋白的表达。     

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。     

骨骼肌小热休克蛋白在离心运动后的表达

背景:研究证明离心方式的训练可使骨骼肌产生保护作用,避免离心运动引起的损伤,但是机械负荷引起的小热休克蛋白的保护作用至今却少有报道。目的:观察骨骼肌小热休克蛋白家族中αB-晶体蛋白在离心运动后的表达,以此探讨机械负荷诱导的小热休克蛋白对骨骼肌细胞的保护作用机制。方法:将Wistar大鼠随机分为安静对照组和运动训练组。运动训练组使用动物跑台进行6周间歇性离心运动训练,每周训练5d,安静对照组正常喂养。训练6周休息48h后,安静对照组与运动训练组随机选出6只大鼠做1次性大负荷离心运动。观察两组血清肌酸激酶变化;蛋白免疫印迹法检测两组腓肠肌αB-晶体蛋白含量变化,用免疫荧光组织化学法分析两组腓肠肌αB-晶体蛋白亚细胞表达特征。结果与结论:大负荷离心运动后,安静对照组血清肌酸激酶与运动前相比显著增高(P<0.05),说明骨骼肌细胞出现严重的损伤,而运动训练组这种损伤不明显。蛋白免疫印迹结果表明,运动训练组做一次性大负荷离心运动后αB-晶体蛋白表达水平比安静对照组增加(P<0.05)。从免疫荧光组化切片可见,αB-晶体蛋白在细胞内发生了移位变化,从胞浆移位于Z盘和细胞膜。提示αB-晶体蛋白在离心运动训练后表达增多,并通过移位于肌细胞Z-盘和细胞膜发挥对骨骼肌细胞的保护作用。     

减重步行训练对不完全脊髓损伤大鼠脚桥核可塑性影响的研究

目的:探索减重步行训练对不完全脊髓损伤大鼠脚桥核可塑性的影响。方法:将雌性SD大鼠24只分为减重步行训练组、未训练组和假手术组,每组8只,用美国NYU脊髓冲击损伤仪制作大鼠T10脊髓不完全损伤模型。采用PET-CT、免疫荧光染色及BBB评分观察减重步行训练对不完全脊髓损伤(iSCI)大鼠中脑运动区(MLR)脚桥核可塑性变化和后肢运动功能的改善。结果:减重步行训练组大鼠的后肢运动功能BBB评分在造模后4周、7周两个时间点的分值均较未训练组高(P0.05)。假手术组大鼠在造模后1周、4周、7周3个时间点的BBB评分值均明显高于训练组和未训练组(P0.01)。虽然训练组18F-氟脱氧葡萄糖(18F-FDG)的标准摄取值(SUV)的平均值较未训练组增高,而且假手术组的SUV值最高,但三组SUV值的差异不具有显著性意义(P0.05)。神经元特异性核抗原(NeuN)免疫荧光染色检测显示训练组、未训练组、假手术组三组间大鼠脚桥核的神经元数量差异无显著性意义(P0.05),而脚桥核2型囊泡谷氨酸转运体(VGLUT2)的积分光密度值(IOD)比较,假手术组IOD表达最高,训练组较未训练组明显增强(P0.01)。结论:减重步行训练能够明显提高iSCI大鼠后肢运动功能及其脚桥核中谷氨酸能信号传递,而且iSCI后大鼠中脑脚桥核的整体代谢及神经元数量无明显改变。因此认为脚桥核的谷氨酸表达增强是减重步行训练使iSCI大鼠后肢步行功能改善的原因之一。减重步行训练能使脚桥核发生神经递质表达层面的可塑性变化。     

注射硫酸软骨素酶对大鼠脊髓损伤后腓肠肌乙酰胆碱酯酶的变化及运动功能的影响

目的探讨注射硫酸软骨素酶ABC对成年大鼠脊髓损伤后不同时期后肢运动功能的恢复及腓肠肌运动终板内乙酰胆碱酯酶的影响。方法 10周龄Wistar雄性大鼠40只,采用脊髓半横断法制作模型,健侧作为对照组(A组),患侧随机分为单纯脊髓损伤组(B组)及术后注射硫酸软骨素酶ABC组(C组)。术后采用BBB评分法进行行为学观察,分别于损伤后3 d、7 d、14 d和28d各选取5只大鼠,酶化学染色法检测腓肠肌中乙酰胆碱酯酶(AChE)的表达。结果 C组在术后14~28 d BBB评分高于B组(P<0.05);B组和C组与A组相比,腓肠肌AChE活性均降低,但C组于术后14~28 d AchE活性高于B组(P<0.05)。结论大鼠脊髓损伤后注射硫酸软骨素酶可以提高AChE的活性,并可提高大鼠患肢的运动功能。     

运动训练对脊髓损伤大鼠Nogo-A、NgR mRNA表达的影响

目的:探讨运动训练对脊髓损伤(SCI)大鼠髓鞘源性神经抑制因子(Nogo-A)及其受体(NgR)mRNA表达的影响。方法:44只SD大鼠随机分为运动训练组16只、损伤组16只及假手术组12只,采用改良Allens打击法制作大鼠T10脊髓损伤模型。造模后每周应用BBB评分法观察大鼠后肢运动功能,在第8、10、14天处死大鼠,每组4只,以荧光定量PCR法测定不同时间点脊髓组织中Nogo-A与NgR mRNA相对含量。结果:手术后第4—8周,运动训练组大鼠BBB评分明显高于SCI组;运动训练组与SCI组Nogo-A与NgR mRNA表达明显高于假手术组(P<0.05),随着时间推移,运动训练组与SCI组Nogo-A与NgR mRNA表达量趋于下降。术后第8、10天,SCI组Nogo-A mRNA表达均显著高于运动训练组与假手术组(P<0.05),至第14天,运动训练组与SCI组表达差异无显著性意义(P>0.05),但均高于假手术组(P<0.05),假手术组在各时间点表达差异均无显著性意义(P>0.05);SCI组在各时间点NgR mRNA表达均高于运动训练组与假手术组(P<0.05),运动训练组在第10天便下降至与假手术组差异无显著性意义(P>0.05),假手术组在各时间点表达无差异(P>0.05)。结论:康复训练能减少Nogo-A、NgR mRNA的表达,促进脊髓损伤大鼠后肢功能的恢复。     

常氧、低氧训练条件下肌肉蛋白表达及肌张力的变化

背景:环境因素以及运动水平均可显著引起肌纤维结构的变化。目的:观察常氧、低氧训练条件下大鼠腓肠肌肌球蛋白、肌动蛋白的表达及肌张力的变化特征。方法:将SD大鼠随机分为常氧对照组(氧体积分数20%,不进行任何处理)、常氧训练2,4,6周组、低氧训练2,4,6周组、低氧对照组(氧体积分数12.7%,不进行训练)。结果与结论:无论在常氧还是低氧环境下,运动训练后大鼠腓肠肌质量、腓肠肌肌纤维截面积均明显增加(P<0.05,P<0.01);运动训练6周后大鼠腓肠肌等长收缩最大张力显著增加(P<0.01);经运动训练后大鼠腓肠肌总MHC及α-actin随着训练时间的延长逐步升高,并且低氧训练组升高幅度高于常氧训练组。说明低氧训练可以更有效促进骨骼肌肌球蛋白、肌动蛋白的表达,增强肌张力,强化Ⅰ型肌纤维,并且训练时间越长,效果越显著,表明低氧训练是一种有效的运动训练途径。     

水中活动平板训练对脊髓损伤大鼠体感、运动诱发电位及运动功能的影响

目的:探讨水中平板训练对脊髓损伤(SCI)大鼠体感诱发电位(SEP)、运动诱发电位(MEP)及运动功能的影响。方法:将成年雄性SD大鼠25只,随机分为假模组、模型对照组、水疗训练组、减重平板训练组和水中平板训练组。采用改良Allen’s打击法制作T10—11SCI模型,采用BBB评分、爬网格实验、SEP及MEP评定肢体功能及训练效果。结果:BBB评分及爬网格实验显示,水中平板训练组的大鼠后肢运动功能较其他组明显改善(P<0.05)。SEP、MEP的潜伏期,三组训练组较模型对照组均有显著缩短(P<0.05);但三组训练组之间MEP潜伏期差异无显著性意义(P>0.05)。水中平板训练组较减重平板训练组SEP、MEP波幅明显增大,差异均有显著性意义(P<0.05)。结论:三组训练对脊髓损伤大鼠SEP、MEP及运动功能均有不同程度的促进恢复作用,其中水中平板训练最为显著。     

有氧训练大鼠腓肠肌组织微小RNA-133a和肌细胞增强因子2的表达

背景:研究表明微小RNA-133a、肌细胞增强因子2和成肌分化抗原可调解骨骼肌的分化与重塑。目的:观察有氧训练对腓肠肌微小RNA-133a、肌细胞增强因子2和成肌分化抗原表达的影响。方法:将SD大鼠随机分为对照组和有氧训练组,有氧训练组采用大鼠跑台运动模型,而对照组不进行运动训练。训练4,6周后采集各组大鼠腓肠肌组织,并称取腓肠肌的质量,实时定量PCR检测骨骼肌中肌球蛋白、微小RNA-133a、肌细胞增强因子2与成肌分化抗原mRNA的表达,并采用免疫组织化学的方法检测腓肠肌Ⅱ型肌纤截面积的改变。结果与结论:训练4,6周,有氧训练组大鼠腓肠肌的相对质量以及肌球蛋白重链-Ⅱa的表达水平较对照组显著增加(P<0.05或P<0.01),Ⅱ型肌纤维横截面积即显著增大(P<0.05),其微小RNA-133a和肌细胞增强因子2mRNA的表达较对照组显著升高(P<0.05,P<0.01),而成肌分化抗原mRNA的表达在各组间差异均无显著性意义。证实,有氧训练可上调大鼠腓肠肌组织微小RNA-133a、肌细胞增强因子2mRNA的表达。     

骨骼肌小热休克蛋白在离心运动后的表达

背景：研究证明离心方式的训练可使骨骼肌产生保护作用,避免离心运动引起的损伤,但是机械负荷引起的小热休克蛋白的保护作用至今却少有报道。目的：观察骨骼肌小热休克蛋白家族中αB-晶体蛋白在离心运动后的表达,以此探讨机械负荷诱导的小热休克蛋白对骨骼肌细胞的保护作用机制。方法：将Wistar大鼠随机分为安静对照组和运动训练组。运动训练组使用动物跑台进行6周间歇性离心运动训练,每周训练5d,安静对照组正常喂养。训练6周休息48h后,安静对照组与运动训练组随机选出6只大鼠做1次性大负荷离心运动。观察两组血清肌酸激酶变化;蛋白免疫印迹法检测两组腓肠肌αB-晶体蛋白含量变化,用免疫荧光组织化学法分析两组腓肠肌αB-晶体蛋白亚细胞表达特征。结果与结论：大负荷离心运动后,安静对照组血清肌酸激酶与运动前相比显著增高（P〈0.05）,说明骨骼肌细胞出现严重的损伤,而运动训练组这种损伤不明显。蛋白免疫印迹结果表明,运动训练组做一次性大负荷离心运动后αB-晶体蛋白表达水平比安静对照组增加（P〈0.05）。从免疫荧光组化切片可见,αB-晶体蛋白在细胞内发生了移位变化,从胞浆移位于Z盘和细胞膜。提示αB-晶体蛋白在离心运动训练后表达增多,并通过移位于肌细胞Z-盘和细胞膜发挥对骨骼肌细胞的保护作用。     

BMSCs移植后脊髓损伤大鼠VEGF表达的变化

目的观察骨髓间充质干细胞移植对大鼠脊髓损伤后血管内皮生长因子基因和蛋白表达的影响。方法以贴壁法分离培养大鼠骨髓间充质千细胞。压迫法制作大鼠脊髓压迫损伤模型。假手术组仅咬除T8-10棘突和椎板,不损伤脊髓。模型制作后DMEM组、骨髓间充质干细胞组分别进行DMEM与骨髓间充质干细胞损伤区周围局部4点注射。结果假手术组脊髓组织中仅见微量血管内皮生长因子表达。骨髓间充质干细胞组在细胞移植后1,3,5 d,血管内皮生长因子mRNA表达趋势与DMEM组相同,但表达水平均明显高于相应时间点的DMEM(P0.05),移植后7,14 d血管内皮生长因子表达仍明显高于DMEM组(P0.01)。结论骨髓间充质干细胞移植增加了脊髓损伤后血管内皮生长因子基因和蛋白的表达,并延长其表达时间。     

构建脊髓慢性压迫损伤模型大鼠巢蛋白的表达规律

背景：既往应用的脊髓损伤动物模型难以达到一种慢性渐进性的压迫效果,与人体慢性脊髓压迫损伤机制有很大的不同。目的：构建一种新的脊髓慢性压迫性损伤模型大鼠,探究慢性压迫损伤后脊髓损伤区域巢蛋白的表达规律及其意义。方法：Wistar大鼠40只随机分为实验组30只和对照组10只。实验组大鼠取下胸7、8椎板,植入压迫材料,形成慢性压迫脊髓损伤模型。植入后第1,3,7,14,28天,取压迫处脊髓组织,行病理学检查及巢蛋白免疫组织化学染色,半定量反转录PCR反应测定巢蛋白mRNA的表达,同时测量压迫段椎管直径及缓膨胀材料侵占厚度。结果与结论：随压迫时间的延长,实验组大鼠椎管侵占率逐渐增加,脊髓组织出现坏死等情况,大鼠BBB评分降低,压迫处脊髓组织中Nestin mRNA及蛋白表达至伤后7d时达到高峰,而后表达逐渐下降,说明实验成功建立慢性脊髓压迫损伤动物模型,且慢性脊髓压迫损伤大鼠脊髓组织Nestin mRNA及蛋白呈动态变化。     

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。     

骨髓基质细胞体外诱导分化移植治疗大鼠脊髓损伤的活体示踪研究

目的研究利用超顺磁性氧化铁(PIO)标记大鼠骨髓基质细胞来源的神经细胞样细胞(神经干细胞及其分化的细胞)移植治疗大鼠脊髓损伤的可行性。方法体外条件下诱导MSCs向神经细胞样细胞分化,并用SPIO标记。实验动物分为3组:细胞移植组(A)、模型对照组(B)、正常对照组(C);A、B组采用改良Allen′s法建立大鼠急性脊髓损伤模型。伤后按照BBB法观察脊髓神经功能恢复情况,并于细胞移植后第1、3、5周行MRI检查。结果诱导7 d后有部分细胞具备神经细胞样细胞形态;细胞移植后1~5周,A、B组动物运动功能均有不同程度恢复,但B组恢复较慢,BBB评分差异有统计学意义(P<0.05);1.5 T MRI检查见移植处在T2WI序列呈低信号改变,第3周时低信号向损伤区扩大,第5周时可在损伤区见到低信号改变。结论bFGF、EGF和RA可以联合诱导BMSCs向神经细胞样细胞分化。将其移植于大鼠脊髓损伤区,MR技术可以活体追踪干细胞显示:随着损伤处移植细胞的生长和增殖,损伤的脊髓功能可逐渐恢复。     

EphB3基因受体蛋白在大鼠脊髓损伤组织中的表达

背景：Eph受体能够调节轴突介导,形成抑制轴突修复再生的内环境,而EphB3又是Eph家族中极其重要的一员,所以研究EphB3与脊髓损伤的关系将成为国内外研究的新方向。目的：观察脊髓损伤大鼠EphB3基因和蛋白的表达情况。方法：采用脊髓半切法建立大鼠脊髓损伤模型,RT-PCR和Western blot法检测脊髓损伤后1,2,4,8周脊髓组织中EphB3 mRNA及蛋白的表达,并且与正常大鼠进行比较。结果与结论：损伤组脊髓组织中EphB3 mRNA及蛋白呈高表达,且1,2,4,8周时间点EphB3 mRNA及蛋白表达无明显变化（P≥0.05）。对照组脊髓组织中EphB3 mRNA及蛋白表达极低。两组比较差异有显著性意义（P〈0.05）。结果提示脊髓损伤引起EphB3基因和蛋白呈长时间稳定的高表达。     

脊髓损伤大鼠远端神经元及骨骼肌的变化

背景：目前针对脊髓损伤病灶的研究较多,而对脊髓损伤后远端神经、肌肉及运动终板三者形态结构实时变化观察和研究的文献很少。目的：观察大鼠脊髓损伤后远端肢体神经、运动终板和骨骼肌随时间推移形态学变化的自然病程。方法：将50只雌性SD大鼠随机分为对照组5只（不做处理）、假手术组10只和脊髓损伤组35只,假手术组行单纯椎板切除术,脊髓损伤组在椎板切除基础上,用横断法制成T10完全脊髓损伤模型,然后在第1,2,4,12,24周分别观察3组大鼠坐骨神经-运动终板-内侧腓肠肌的形态变化。结果与结论：①脊髓损伤组大鼠4周时部分有髓神经纤维髓鞘出现板层分离;24周时崩解髓鞘板层已模糊、碎裂髓鞘增多,薄髓与无髓神经纤维较12周时增多。②脊髓损伤组大鼠运动终板在脊髓损伤12周时明显退变突触结构与较完整突触结构并存;24周时已找不到运动终板。③脊髓损伤组大鼠内侧腓肠肌在脊髓损伤24周时,肌细胞融合,细胞核密集,融合细胞间可见大小不一空隙,结缔组织增生更加明显。结果表明大鼠在完全性横断性脊髓损伤后自然病程中,损伤平面以下周围神经、运动终板、骨骼肌的形态结构均呈规律性改变,损伤后12周时已有显著变化,24周时呈结构毁坏性改变。     

脊髓慢性压迫损伤动物模型实验研究

目的：建立一种理想、实用的慢性脊髓压迫模型,为进一步研究慢性压迫性脊髓损伤的病理生理机制奠定基础。方法利用自行设计一种脊髓压迫装置制作大鼠慢性压迫模型,通过术后大鼠后肢运动功能BBB评分、X线片、脊髓HE染色评价该模型的可靠性。结果 X线片示1周脊髓受压程度约21%,3周后脊髓受压程度58%。脊髓功能受损存在一定的隐匿性,3周压迫组 BBB评分与对照组无明显差异（P＝0.193）,6、9周压迫组BBB评分持续降低,3个压迫组间存在显著差异（P＜0.05）。HE染色示受压脊髓灰质神经元丢失,白质脱髓鞘改变,病变随受压时间的延长逐渐加重,3组间脊髓前角神经元密度存在显著性差异（P＜0.05）。结论此装置较好地模拟了慢性脊髓压迫症的临床特征,具有取材方便,方法简单、科学、重复性强的优点。     

骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因在大强度离心运动后的表达

背景：骨骼肌含有被称为＂分子伴侣＂的小热休克蛋白αB-晶状体蛋白,有可能在肌肉运动中具有重要的生理功能。目的：观察离心运动后骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因表达。方法：将成年雄性Wistar大鼠随机分为安静对照组和运动后即刻组,运动后24h组。安静对照组正常喂养,两个运动组进行一次性大负荷离心运动,分别取对照组腓肠肌和运动组运动后0和24h的腓肠肌,使用冰冻切片原位杂交法检测αB-晶状体蛋白基因表达情况。结果与结论：骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因在对照组呈低水平表达,在运动后即刻和运动后24h组均呈较高表达（P〈0.05）,αB-晶状体蛋白基因表达杂交信号主要位于肌细胞膜下。结果证实,大强度离心运动可诱导骨骼肌细胞αB-晶状体蛋白基因表达增高。