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。     

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。     

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。     

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Annexin V／PI双标检测法，原位缺口末端标记阳性细胞及Annexin V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Activity Assay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Annexin V／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Annexin V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。     

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。     

脊髓损伤后细胞凋亡及iNOS的表达

目的研究大鼠脊髓损伤后细胞凋亡的特点与诱生型一氧化氮合酶 (induciblenitricoxidesynthase,iNOS)的表达规律以及两者之间的关系。方法成年SD大鼠随机分为 3组 ,分别造成轻、中、重度脊髓急性损伤模型 ,于损伤后不同时间点 (4h、8h、1d、3d、7d、1 4d、2 1d)处死。用HE染色观察损伤脊髓组织病理变化 ,用免疫组化染色检测iNOS、Bax阳性细胞 ,TUNEL法标记凋亡细胞。结果HE染色镜检发现脊髓组织病理学改变随着损伤程度的增加而加重。免疫组化结果显示正常对照组及单纯椎板切除组神经元、神经胶质细胞、室管膜细胞、血管内皮细胞极少量表达iNOS ;损伤后 8小时上述细胞iNOS表达增加 ,7天达高峰 ,1 4天仍较明显 ,2 1天降低。Bax表达及TUNEL标记阳性细胞的时间分布特点与iNOS相似 ,7天达高峰 ,阳性细胞以白质中胶质细胞为主。iNOS表达与脊髓损伤程度及神经细胞凋亡指数间存在正相关 (r=0 41 4 ,P <0 0 1 ;r=0 854 ,P <0 0 1 )。结论大鼠脊髓损伤后iNOS和Bax表达增强 ,凋亡神经细胞大量出现。iNOS表达与脊髓原发损伤程度及损伤后神经细胞凋亡指数间存在正相关     

大鼠脊髓损伤后细胞凋亡及Caspase-3、Fas的表达和意义

目的：研究脊髓损伤后神经细胞凋亡表达及Caspase-3、Fas的表达变化规律.方法：使用改良Allen法制作大鼠急性SCI模型,实验分对照组（脊髓未受打击）和损伤5个组,致大鼠脊髓（T9、T10）中度撞击损伤,损伤后6h、1d、3d、7d、15d取材,共分6组,采用HE染色、荧光Hoechst33258染色、原位末端脱氧核糖核酸转移酶介导DUTP标记法（TUNEL）对损伤脊髓组织进行标记;免疫组化方法测Caspase-3及凋亡因子Fas,半定量逆转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）测定各时间段Caspase-3的表达变化.结果：大鼠急性损伤后TUNEL标记阳性凋亡细胞6h开始出现,多位于脊髓白质;3d达到高峰,在灰质和白质均有表达,7d后开始降低,持续15d;免疫组化检测Fas表达的阳性细胞6h开始增高,2d达到高峰,15d下降;Caspase-3 mRNA 6h开始增高,3d达到高峰,7d后恢复正常.免疫组化检测Caspase-3表达的阳性细胞与TUNEL标记阳性凋亡细胞出现的时限相似.结论：脊髓损伤后存在神经细胞凋亡现象发生,Caspase-3参与了脊髓损伤细胞凋亡的调节.Caspase-3的表达和Fas的变化有一定的相关性.     

川芎嗪对大鼠脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶表达及细胞凋亡的影响

目的:观察大鼠脊髓损伤后应用盐酸川芎嗪注射液对诱导型一氧化氮合酶表达及细胞凋亡的影响。方法:实验于2005-07/2005-11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。采用Allen’s法将72只成年SD大鼠造成脊髓中度损伤模型,随机分为两组:损伤组和川芎嗪组,分别给予生理盐水及川芎嗪治疗,损伤后不同时间点(8h,1d,3d,1周,2周,3周)处死大鼠,用苏木精-伊红染色观察损伤脊髓组织病理变化,用免疫组化染色检测诱导型一氧化氮合酶阳性细胞,原位末端标记法标记凋亡细胞。观察各组大鼠各时间点组织学检查、诱导型一氧化氮合酶表达阳性细胞率和凋亡指数。结果:72只大鼠全部进入结果分析。①川芎嗪组大鼠与损伤组比较,脊髓出血明显减少,可见点灶状出血、坏死,范围较局限,神经细胞肿胀较轻,组织水肿较轻,空泡变性较少。②川芎嗪组与损伤组均发现诱导型一氧化氮合酶表达阳性细胞,可见于神经元、神经胶质细胞、血管内皮细胞、室管膜细胞,均在1周时达高峰,在8h,1d,3d,1周,2周,3周的时间点间进行阳性细胞率比较,差异均有显著性意义(t=2.234～13.412,P<0.05)。③川芎嗪组与损伤组均发现凋亡细胞,1周达高峰,在8h,1d,3d,1周,2周,3周时间点间进行细胞凋亡指数比较,差异均有显著性意义(t=2.417～3.689,P<0.05)。结论:川芎嗪注射液能抑制脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶表达及神经细胞凋亡。     

川芎嗪对大鼠脊髓损伤后诱导型一氧化氮合酶表达及细胞凋亡的影响

目的：观察大鼠脊髓损伤后应用盐酸川芎嗪注射液对诱导型一氧化氮合酶表达及细胞凋亡的影响。 方法：实验于2005—07／2005—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。采用Allen’s法将72只成年SD大鼠造成脊髓中度损伤模型，随机分为两组：损伤组和川芎嗪组，分别给予生理盐水及川芎嗪治疗，损伤后不同时间点（8h，1d，3d，1周，2周，3周）处死大鼠，用苏术精-伊红染色观察损伤脊髓组织病理变化，用免疫组化染色检测诱导型一氧化氮合酶阳性细胞，原位末端标记法标记凋亡细胞。观察各组大鼠各时间点组织学检查．诱导型一氧化氮合酶表达阳性细胞牢和凋亡指数。 结果．72只大鼠全部进入结果分析。①川芎嗪组大鼠与损伤组比较，脊髓出血明显减少，可见点灶状出血、坏死，范嗣较局限，神经细胞肿胀较轻，组织水肿较轻，空泡变性较少。②川芎嗪组与损伤组均发现雳导型一氧化氮合酶表达阳性细胞，町见于神经元、神经胶质细胞、血管内皮细胞、室管膜细胞，均在1周时达高峰，在8h，id，3d，1周，2周，3周的时间点间进行阳性细胞率比较，差异均有显著性意义（t=2．23413．412,P〈0．05）。③川芎嗪组与损伤组均发现凋亡细胞，1周达高峰。在8h，1d，3d，1周，2周，3周时间点间进行细胞凋亡指数比较，差异均有显著性意义（t=2．417-3.689，P〈0．05）。 结论：川芎嗪注射液能抑制脊髓损伤后诱导犁一氧化氮合酶表达及神经细胞凋亡。     

重组人红细胞生成素对大鼠脊髓损伤后神经细胞及其因子凋亡的影响

背景在脊髓损伤中,除了创伤造成的直接损伤外,脊髓局部还将发生一系列的继发性病理改变.有研究显示重组人红细胞生成素能抑制细胞凋亡和炎症反应,具有神经保护作用.目的通过观察大鼠脊髓损伤段神经细胞凋亡及相关因子的表达,探讨重组人红细胞生成素对脊髓损伤的保护作用.设计随机对照实验.单位华中科技大学同济医学院附属协和医院骨外科实验室和同济医学院病理科.对象实验于2003-09/2004-05在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨外科实验室和同济医学院病理科进行.雌性成年SD大鼠30只,随机分成4组,①空白组6只,只暴露脊髓,不损伤.②损伤组8只,脊髓损伤,不用药物.③治疗A组8只,脊髓损伤,仅用重组人红细胞生成素.④治疗B组8只,脊髓损伤,联合应用重组入红细胞生成素和β-七叶皂甙钠.方法①动物模型制作24只大鼠应用改良的Allen方法致脊髓中度损伤.②给药治疗A组于术后1,3,5,8,11d应用重组人红细胞生成素300 U/(kg·d).治疗B组应用重组人红细胞生成素剂量时间同治疗A组,β-七叶皂甙钠0.1 mg/kg,1次/d,连用11d.空白组及损伤组尾静脉推注等容量生理盐水.③神经功能判断在造模后1和12 d分别由同一个实验者进行功能评分记录.行为观察参照改良的Gale神经功能行为分析法评估,0分为严重障碍,6分为正常.斜板试验观察大鼠抓握能力决定斜板角度的大小,反映神经功能恢复情况.④组织学检查大鼠术后12 d处死.取损伤段脊髓标本切片做苏木精-伊红染色.⑤神经细胞凋亡因子bcl-2,bax,fas检测取标本做免疫组织化学染色,计数显微镜高倍视野内染色呈棕色的阳性细胞,计算阳性率.⑥凋亡神经细胞检测采用原位末端标记法计算凋亡指数(凋亡细胞核数/总细胞核数).各指标检测结果进行组内和组间比较.主要观察指标①神经功能行为学评分及斜板实验结果.②损伤段脊髓组织学观察结果.③神经细胞凋亡因子检测结果.④凋亡神经细胞检测结果.结果①神经功能行为学评分及斜板实验结果1和12 d空白组无显著差异.损伤组12 d斜板角度显著大于1 d时(P＜0.05).治疗A和B组12 d行为评分及斜板角度值均显著大于1 d时(P＜0.05),且显著大于损伤组P＜0.05).②损伤段脊髓组织学观察结果损伤组损伤段变细,脊髓内有大部分坏死和大量胶质细胞增生;治疗A,B组大多数神经组织正常,治疗B组组织结构优于A组.③神经细胞凋亡因子检测结果损伤组bax,fas凋亡阳性细胞明显多于治疗A,B组[损伤组(25.75±3.37)%和(41.37±2.83)%,治疗A组(19.87±3.56)和(26.00±3.29)%,治疗B组(12.00±2.97)和(17.50±2.20)%,P＜0.05];bcl-2显著低于治疗A,B组[(9.75±1.83)%,(14.63±2.83)%,(21.63±5.34)%,P＜0.05].④凋亡神经细胞检测结果损伤组细胞凋亡指数明显高于治疗A,B组(50.75±5.39,34.75±3.01,24.00±3.46,P＜0.05).结论细胞凋亡是脊髓损伤后神经元死亡的一种重要方式.重组人红细胞生成素能抑制脊髓神经细胞凋亡,对损伤脊髓的神经功能具有保护作用.     

神经生长因子干预大鼠脊髓损伤模型白质轴突计数和运动功能恢复的变化

背景:有实验已证实多种神经营养因子具有促进损伤神经元存活、分化和轴突再生的作用,使损伤后的脊髓组织结构完整性能得到最大的保存。目的:观察神经生长因子对大鼠脊髓损伤后神经再生和运动功能的影响。设计:随机对照观察。单位:华中科技大学同济医学院附属协和医院神经内科。材料:选用30只成年健康雄性Wistar大鼠(同济医学院动物实验中心)。方法:实验于2004-01/2005-01在华中科技大学同济医学院附属协和医院神经内科完成。采用随机抽签法将大鼠分为治疗组和对照组,每组15只。①造模:应用改良Allen’s打击法致伤脊髓。②干预措施:造模后,治疗组大鼠给予蛛网膜下腔注射含1μg神经生长因子的生理盐水0.05mL,1次/d,共3周;对照组大鼠注射等体积的生理盐水,1次/d,共3W。③斜板试验:在造模前和治疗后3d和1,2,3周分别应用改良Rivlin法(斜板试验)测定大鼠运动功能值。④形态学观察:造模后2天和3周,分别取7只治疗组大鼠和8只对照组大鼠进行NF200免疫组织化学检测与轴突计数。主要观察指标:大鼠造模前、治疗后3d及1,2,3周斜板试验结果以及大鼠造模后2d和3周白质区轴突计数。结果:①治疗组大鼠脊髓损伤后斜板试验结果在术后1,2,3周时分别为(45.2±3.2),(51.2±3.8),(53.4±4.6)°,明显高于对照组(37.2±2.8),(42.6±3.5),(44.5±5.6)°,差异有显著性(P<0.05)。②治疗后3周,对照组白质内可见少量、散在不均匀的NF200着色点。治疗组白质内可见大量均匀的NF200着色点。治疗组大鼠脊髓损伤后3W白质内轴突计数明显高于对照组(363.6±34.2,187.5±32.1,P<0.05)。结论:神经生长因子对脊髓损伤后的神经再生有一定的促进作用,并有助于功能恢复。     

二甲胺四环素对大鼠脊髓损伤后Bcl-2及Bax和Bcl-xl表达的影响

背景:中枢神经系统损伤后,神经细胞的凋亡在继发性损伤中发挥重要作用。近年来有研究表明二甲胺四环素抑制凋亡对脑组织缺血有明显的神经保护功能。目的:探讨二甲胺四环素对大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡和相关因子表达的影响及对损伤脊髓神经功能的保护作用。设计:随机对照动物实验。单位:华中科技大学同济医学院附属同济医院。材料:实验于2003-11/2004-12在华中科技大学同济医学院附属同济医院完成。成年雄性SD大鼠36只,随机分成4组:①空白组6只。②损伤组10只。③二甲胺四环素治疗组10只。④甲基强的松龙治疗组10只。方法:建立脊髓损伤模型,空白组只暴露脊髓,不损伤;损伤组损伤脊髓,不治疗;二甲胺四环素治疗组大鼠伤后1h给予腹腔内注射二甲胺四环素(50mg/kg),24h后再次给予50mg/kg剂量注射,然后再给予5d的25mg/kg的剂量治疗。甲基强的松龙治疗组大鼠伤后1h予腹腔内注射甲基强的松龙(100mg/kg)。空白组和损伤组予生理盐水注射,给药方法同二甲胺四环素治疗组。主要观察指标:①各组大鼠神经功能评估结果。②免疫组化法检测损伤脊髓神经细胞凋亡因子(Bcl-2,Bcl-xl,Bax)的表达。③各组大鼠脊髓组织细胞凋亡指数。结果:36只大鼠均进入结果分析。①二甲胺四环素治疗组的神经功能较损伤组提高(P<0.05),与甲基强的松龙组差异无显著性意义(P>0.05)。②二甲胺四环素治疗组Bcl-2阳性表达细胞多于损伤组,差异有显著性(62.53±7.76)%,(35.14±3.70)%,P<0.05,Bcl-xl,Bax表达与损伤组差异无显著性(P>0.05)。③损伤组的凋亡阳性细胞多于二甲胺四环素治疗组和甲基强的松龙治疗组(44.63±5.90)%,(32.71±5.26)%,(34.31±6.84)%,P<0.05。结论:二甲胺四环素能上调Bcl-2的表达,改变Bcl-2/Bax的比值,从而抑制脊髓神经细胞凋亡,对损伤脊髓的神经功能有保护作用。     

碱性成纤维细胞生长因子对大鼠脊髓损伤后神经细胞凋亡的抑制

目的探讨大鼠脊髓损伤后应用碱性成纤维细胞生长因子(basicfibrob-1ast growthfactor,bFGF)对脊髓损伤区细胞凋亡的影响.方法利用Allen氏WD(Weight drop,WD)技术,以10 g×2.5 cm致伤力造成SD大白鼠T8脊髓损伤模型,并于损伤平面以下蛛网膜下腔置细塑料导管.bFGF治疗组(A组)分别于术后即刻,1,2,4,8,12,24,及48 h经导管注入bFGF溶液20μL(含bFGF100u),以后每周经导管注入20 μL bFGF;对照组(B组)则在同时间注入等量生理盐水.损伤后1,3,7,14,28 d对脊髓损伤区进行细胞凋亡的检测(TUNEL),采用计算机图像分析技术进行定量分析并计算凋亡指数(AI),AI=凋亡细胞核数/总细胞核数计算.结果A,B两组中均发现凋亡细胞,A组损伤后不同时间段神经细胞凋亡指数分别为(4.57±0.43),(5 38±1.16),(3.43±0.65),(3.38±0.58),(2.63±0.43);B组分别为(7.36±0.68),(13.96±2.74),(9.26±1.03),(7.25±0.73),(5.79±0.57).B组细胞凋亡率大于A组结论bFGF能抑制脊髓损伤后脊髓损伤区的细胞凋亡.     

椎管内局部灌注丹参注射液对急性脊髓损伤的保护

背景脊髓损伤后的继发性损伤期大量细胞以凋亡的方式死亡.目的探讨中药丹参注射液局部灌注对急性脊髓损伤后脊髓细胞坏死和调亡的影响.设计随机对照实验.单位陨阳医学院附属人民医院临床医学试验中心.对象4～5个月龄的一级中国白兔44只,雌雄不限,体质量2.0～2.5kg.材料选择实验于2002-06/2003-07在郧阳医学院附属人民医院临床医学试验中心完成.随机分成2组,丹参组和对照组,每组22只.两组动物均以改良Allen法造成兔不完全性脊髓损伤的模型.丹参组术后按0.3 mL/(kg·d)的总量分4次(每6 h 1次)从硬膜下导管推入丹参注射液,对照组推入等量生理盐水.注射至损伤后8,24,72 h分别处死动物,进行病理、组织形态学观察,过氧化物歧化酶和丙二醛检测,凋亡抑制基因B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)阳性细胞数检测.主要观察指标脊髓损伤区细胞凋亡指数和细胞凋亡率.结果44只兔均进入结果分析.①细胞凋亡结果丹参组的凋亡指数明显少于对照组(13.10±1.38,20.39±2.96,t=4.101,P＜0.01);细胞凋亡率明显低于对照组[(9.67±1.09)%,(14.68±2.81)%,t=4.072,P＜0.01];Bcl-2的表达高于对照组[(19.12±4.74)个/mm2,(13.37±3.68)个/mm2,t=2.347,P＜0.01].②过氧化物歧化酶含量丹参组高于对照组[(136.20±13.64)NU/mL,(101.70±15.24)NU/mL,t=4.132,P＜0.01].③丙二醛含量丹参组低于对照组[(1.27±0.22)nmol/mL,(2.54±0.69)nmol/mL,t=4.309,P＜0.01].④神经元和神经纤维变性及坏死丹参组轻于对照组.结论丹参局部灌注后,减少了脊髓损伤局部的细胞凋亡,抑制和减轻了急性脊髓损伤后细胞坏死.     

硫酸镁对大鼠脊髓损伤的保护效应

背景已有研究证实脊髓损伤后组织及血清中镁离子含量明显下降,而镁离子下降对细胞膜离子通透性、血管调节以及继发性脊髓损伤等均有影响.目的观察大鼠脊髓损伤模型腹腔注射硫酸镁后对脊髓损伤的保护作用.设计随机对照实验.单位武汉大学人民医院骨科.材料成年健康SD大鼠48只,随机分为2组,对照组和实验组,每组24只.方法实验于2002-04/08在武汉大学人民医院骨科实验室完成.取48只大鼠建立脊髓损伤模型.对照组于脊髓损伤后1 h腹腔注射适量生理盐水;实验组于伤后1 h给予硫酸镁300 mg/kg腹腔注射.用药后4,8,24 h,每组各时相点取6只大鼠,大鼠损伤部位细胞内游离钙离子浓度,采用荧光分光光度计测定;大鼠脊髓超氧化物歧化酶活性以黄嘌呤氧化法检测;大鼠脊髓丙二醛浓度以硫代巴比妥酸法检测.评估标准以钙离子含量降低,超氧化物歧化酶活性增高和丙二醛含量降低表示硫酸镁对脊髓损伤有保护作用.于伤后8,24h和1周对大鼠进行斜板试验观察脊髓功能.将大鼠置于一块有纹理橡胶皮覆盖的斜板上,斜板倾斜角度从0°缓慢上升,直至大鼠不能保持原有位置5s时,读取斜板度数.每只测试3次后取均值,测量的角度增加表示脊髓功能状态有改善.主要观察指标①大鼠脊髓损伤部位细胞内游离钙离子浓度变化.②大鼠脊髓组织内超氧化物歧化酶活性与丙二醛浓度的改变.③大鼠脊髓功能观察结果.结果①两组大鼠脊髓损伤部位细胞内游离钙离子浓度变化比较术后8,24 h实验组显著低于对照组[(376.5±36.2比425.9±32.7)×10-9mol/L,(316.3±13.9比350.2±29.4)×10-9mol/L,P＜0.05].②两组大鼠脊髓组织内超氧化物歧化酶活性与丙二醛含量比较各时相点与对照组相比,实验组丙二醛水平明显下降,超氧化物歧化酶升高(P＜0.01).③两组大鼠脊髓功能观察结果实验组改善不明显,仅在1周时角度明显大于对照组[(53.3±4.3)°,(44.3±5.7)°,P＜0.05].结论脊髓损伤大鼠腹腔注射硫酸镁后,损伤区周围细胞内游离钙离子浓度明显降低,脂质过氧化产物水平改变,表明硫酸镁对实验大鼠脊髓损伤有显著的保护作用,从而减轻继发性脊髓损伤.     

慢性压迫性脊髓损伤后神经前体细胞的增殖

背景:关于成年哺乳类动物脊髓损伤后神经前体细胞的增殖特征和来源以及星形胶质细胞在其中的作用尚无肯定性结论。目的:通过分析成年大鼠慢性压迫性脊髓损伤及减压后巢蛋白和胶质纤维酸性蛋白表达的变化,探讨神经前体细胞的增殖特征和来源以及星形胶质细胞在其中的作用。设计:完全随机对照实验。单位:兰州大学第二医院骨科研究所。材料:实验于2003-03/10在兰州大学第二医院骨科研究所完成,选择成年健康Wistar大鼠50只。随机分为正常对照组、慢性压迫性脊髓损伤中度组(压迫物占椎管矢状径的40%)、重度组(压迫物占椎管矢状径的60%)及重度压迫损伤24h后减压3d、10d组,每组10只。主要观察指标:①各组大鼠压迫临近段(距压迫边缘至5mm)脊髓灰质和白质内nestin的阳性表达并测量其灰度值。②各组大鼠脊髓内胶质纤维酸性蛋白的表达。结果:50只大鼠均进入实验分析。①中度压迫组(白质235.33±6.48,灰质196.28±6.55)、重度压迫组(白质190.45±4.91,灰质173.15±5.98)及重度压迫损伤减压后3d组(白质198.39±3.24,灰质180.38±4.51)和减压后10d组白质(202.55±3.54)中巢蛋白均有明显表达(P<0.05),以重度压迫组最为显著(P<0.01)。减压10d组的灰质和脊髓中央管室管膜细胞的巢蛋白表达与正常对照组相比,差异无显著性意义(P>0.05)。②与正常对照组相比,各损伤组脊髓内胶质纤维酸性蛋白表达增强,胶质纤维酸性蛋白阳性细胞数目增多、胞体肥大,突起增粗、增长。结论:成年大鼠慢性压迫性脊髓损伤及减压后早期存在神经前体细胞的增殖。星形胶质细胞参与神经前体细胞的增殖与迁移,对脊髓具有重要的营养修复作用。     

半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3对缺血再灌注大鼠脑海马神经元凋亡的影响

背景半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3在正常细胞中以酶原形式存在,受凋亡刺激因素作用后能够被激活从而引起细胞凋亡.目的通过检测脑海马组织胞质S-100中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的活性及海马区神经元凋亡情况,探讨全脑缺血再灌注后脑海马神经元凋亡与半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的关系.设计随机对照实验.单位解放军第三军医大学西南医院急救部.材料实验于1999-01/04在解放军第三军医大学西南医院完成.选取雄性Wistar大鼠182只,随机分为3组假手术组14只,脑缺血再灌注组84只,乙酰天冬氨酰谷氨酰缬氨酰天冬氨酸乙醛(acetyl-asp-glu-valasp-aldehyde,AC-DEVD-CHO)治疗组84只,后两组均设立缺血再灌注8,24,48,72,120,168 h 6个时相点,每个时相点14只大鼠.方法脑缺血再灌注组、AC-DEVD-CHO治疗组建立大鼠全脑缺血20 min再灌注模型,分别于再灌注后8,24,48,72,120,168 h处死取海马组织;假手术组施行麻醉及手术,但不夹闭颈总动脉和烧灼椎动脉,术后观察72 h后处死取海马组织备检.以单位质量标本于单位时间内裂解产生的氨甲基香豆素量表示标本中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的活性.各组不同时相点脑组织切片封固后在荧光显微镜下于330～350 nm处观察脑海马细胞凋亡情况.主要观察指标①各组脑缺血再灌注后不同时相点海马组织S-100中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性变化.②各组脑缺血再灌注后不同时相点海马细胞凋亡的情况.③半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性与海马区神经元凋亡的关系.结果实验纳入182只大鼠,脱落14只,共168只大鼠进入结果分析.①各组脑缺血再灌注后不同时相点海马组织S-100中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性变化假手术组术后观察72时为0.与脑缺血再灌注组比较,AC-DEVD-CHO治疗组于再灌注24,48,72,120,168 h均明显降低[(1.71±0.03),(1.22±0.03);(2.77±0.09),(1.59±0.7);(5.54±0.51),(2.3±0.19);(6.28±1.71),(3.43±0.46);(3.11±1.21),(1.73±0.14)nkat/kg;P＜0.05或0.01].②各组脑缺血再灌注后不同时相点海马细胞凋亡的情况每400倍视野下,假手术组术后观察72 h为(1.2±0.4)个.与脑缺血再灌注组比较,AC-DEVD-CHO治疗组于再灌注24,48,72,120,168 h均明显降低[(6.4±1.7),(2.8±0.8);(11.8±1.3),(5.8±1.9);(19.8±3.1),(10.0±1.9);(31.2±5.9),(16.4±2.4);(19.8±2.3),(9.0±2.3)个/400倍视野;P＜均0.01].③半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3活性与海马区神经元凋亡的关系脑缺血再灌注组、AC-DEVD-CHO治疗组均行直线相关分析,二者的变化呈显著正相关(r分别为0.935 6及0.980 0,P均＜0.01).结论半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的激活是引起海马神经元调亡的主要因素之一,在缺血再灌注大鼠脑海马神经元凋亡中起着重要作用.     

电针抗脊髓损伤的实验研究

背景:现有的研究结果证实神经生长因子在脊髓损伤后神经再生修复过程中发挥着重要作用,神经再生能力低下与损伤局部缺少支持神经元生长的微环境有关。针刺对脊髓损伤后的神经保护是否通过促进损伤脊髓组织中神经生长因子水平的提高而起作用,目前尚缺少大量分子水平的实验证实数据。目的:采用形态学、原位杂交等技术观察电针对实验性脊髓损伤大鼠运动功能、脊髓组织形态及其神经生长因子mRNA表达的影响。设计:随机对照动物实验。单位:同济大学附属第十人民医院针灸科,上海市针灸经络研究所。材料:实验于1999-01/2002-02在上海市针灸经络研究所完成。选取雄性SD大鼠15只,体质量(260±9.52)g,随机分成假手术组、损伤对照组和电针组,各5只。方法:损伤对照组和电针治疗组制备脊髓损伤模型,假手术组仅作椎板切除。术后2h,对电针治疗组给予电针治疗,取大椎、命门和L2夹脊、环跳,两组(位交替使用。针刺后接G6805型电针仪,疏波,0.8Hz,0.3～0.6mA,以肌肉有轻微的抖动为宜。1次/d,每次30min,连续治疗30d。损伤对照组和假手术组不作任何处理。采用自行改良的Tarlov评分标准和Rivlin方法分别于术后2h,30d进行运动功能测定。①改良的Tarlov评分标准:以完全瘫痪,针刺时下肢无反应到正常行走记作0～6分。②改良的Rivlin方法:斜板由两块矩形的合金板通过铰链于一端相连而成,板从水平位置(0°)起绕轴旋转,斜面角度可以测出。将大鼠头朝前,身体纵轴与斜板纵轴垂直放置,逐渐增大板与水平间的角度,直至大鼠不能保持原有位置5s时,记录这一临界角。原位杂交检测,光镜下明视野记录神经生长因子阳性细胞数并摄片。主要观察指标:脊髓损伤大鼠运动功能评分(改良的Tarlov评分)、脊髓损伤大鼠斜面测试临界角度(改良的Rivlin方法)、各组脊髓组织神经生长因子mRNA阳性细胞数的变化。结果:实验大鼠15只,全部进入结果分析。①大鼠脊髓损伤2h后,损伤对照组和电针治疗组运动功能评分和改良的Rivlin方法斜面临界角均明显下降;30d后,两组的改良的Tarlov评分运动功能评分和斜面临界角均有不同程度的恢复,但以电针组的恢复较明显,与损伤对照组比较,差异有显著性意义[35.40±6.62,27.80±1.10;(35.40±6.62)°,(27.80±1.10)°,P<0.05]。②伤后30d,电针治疗组大鼠病理损害程度较损伤对照组轻,脊髓组织形态的损伤,神经生长因子mRNA阳性细胞数的增加较损伤对照组明显(28.13±1.64,12.63±1.41,P<0.01)。结论:电针可促进脊髓组织中神经生长因子mRNA的表达,可能减轻脊髓组织形态的损伤,促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复,因其神经生长因子mRNA的表达而起到神经保护作用。     

不同用药途径促红细胞生成素用于治疗大鼠急性脊髓损伤的研究

目的：观察经不同给药途径给予重组人红细胞生成素(EPO)治疗脊髓损伤后大鼠神经功能行为,caspase-3表达以及凋亡的变化,探讨其脊髓保护的作用机制。方法：30只SD大鼠随机分成假手术组、对照组、蛛网膜下腔给药组(治疗A组),尾静脉给药组(B组),腹腔给药组(C组),每组6只。观察药物治疗前后大鼠的神经功能行为变化,应用HE染色观察神经元病理变化,免疫组化染色检测caspase-3表达,TUNEL法标记凋亡细胞;比较各组间差异。结果：HE,免疫组化染色示各EPO治疗组脊髓损伤程度小,神经元细胞破坏少;c