构建颅脑损伤合并股骨闭合性骨折大鼠模型:骨痂中降钙素基因相关肽和胰岛素样生长因子1的表达

背景:合并下肢骨折颅脑损伤患者的骨折手术时机仍存在争论,颅脑损伤后早期骨折加速愈合的机制有待进一步阐明。目前颅脑损伤合并股骨闭合性骨折动物模型的制备报道较少,需建立稳定的动物模型以供临床研究。目的:制备稳定的颅脑损伤合并股骨闭合性骨折大鼠模型,观察颅脑损伤后大鼠股骨骨折愈合过程中骨痂降钙素基因相关肽和胰岛素样生长因子1的表达,分析脑损伤对大鼠股骨骨折愈合速度的影响机制。方法:48只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分成2组,分别制备颅脑损伤合并股骨骨折模型及单纯股骨骨折模型,每组24只。分别于造模后7,14,28 d分批处死大鼠,截取骨折端长10 mm左右股骨骨痂标本,应用苏木精-伊红染色及免疫组化法,观察降钙素基因相关肽和胰岛素样生长因子1表达的动态变化。结果与结论:免疫组化法测定两组大鼠骨折位点骨痂中降钙素基因相关肽阳性表达吸光度(A)值及胰岛素样生长因子1阳性细胞百分率,结果显示,颅脑损伤合并骨折组在7,14 d与单纯骨折组比较差异有显著性意义(P0.05);造模后28 d两组比较差异无显著性意义(P0.05);颅脑损伤合并骨折组的组内比较差异有显著性意义(P0.05);单纯骨折组的组内比较差异无显著性意义(P0.05)。提示骨折端降钙素基因相关肽、胰岛素样生长因子1在脑损伤后合并股骨骨折模型大鼠骨折愈合的早中期表达增高,有利于多种细胞趋化、增殖与分化,促进成骨。在骨折愈合过程中降钙素基因相关肽和胰岛素样生长因子1可能是脑损伤后促进骨折愈合的影响因素。     

合并中枢神经损伤骨折愈合过程中胰岛素样生长因子Ⅰ的作用

背景：胰岛素样生长因子Ⅰ由成骨细胞合成,并对成骨细胞具有促进增殖和分化作用。 目的：观察中枢神经损伤对胰岛素样生长因子Ⅰ在血清、局部骨痂的表达及骨折愈合的影响。 方法：取Wistar大鼠随机分成正常对照组、脑损伤-骨折组、脊髓损伤-骨折组、单纯骨折组。于术后第1,2,3周测量血清中胰岛素样生长因子Ⅰ水平;术后第2,3周行X射线摄片评估骨痂愈合情况,术后1,2,3,4周取股骨制作标本,测量骨痂体积,术后3 d,1,2周免疫组织化学染色法检测骨痂局部胰岛素样生长因子Ⅰ的表达。 结果与结论：正常对照组、单纯骨折组的胰岛素样生长因子Ⅰ血清质量浓度无明显变化,脑损伤-骨折组和脊髓损伤-骨折组骨痂体积、X射线评分高于单纯骨折组(P < 0.05);伤后3 d, 1,2周时,脑损伤-骨折组和脊髓损伤-骨折组胰岛素样生长因子Ⅰ的血清质量浓度较其他两组明显增加(P < 0.01);伤后1周,脑损伤-骨折组和脊髓损伤-骨折组骨折端平均阳性细胞数高于单纯骨折组(P < 0.01)。提示中枢神经损伤可以影响血清中胰岛素样生长因子Ⅰ的质量浓度和骨痂局部的表达,从而能促进骨折愈合。     

神经肽在大鼠脊髓损伤后胫骨骨痂中的表达

目的：研究脊髓损伤后大鼠胫骨骨痂中神经肽的表达。方法：110只雌性Wistar大鼠机分面3组,T10－11脊髓横断＋右胫骨骨折组和单纯右胫骨骨折组各50只,正常对照组10只,术后3,7,14,221,28天分批处死,骨痂行HE染色和神经肽免疫组化染色。结果：脊髓损伤组早期形成大量纤维骨痂和软骨骨痂,骨痂中神经肽免疫阳性神经纤维较少,明显增厚的骨膜内层骨祖细胞,幼稚的软骨细胞胞质内CGRP,GAL,NPY强阳性表达;晚期骨痂中神经肽含量较低,编织骨形成少,结论：正常大鼠骨生长活跃区有丰富的肽能神经支配,脊髓损伤后骨痂中神经肽有显著改变,并引起骨痂量和质的改变,推测神经因素参与调节骨折愈合过程。     

骨髓间充质干细胞移植联合吡拉西坦修复大鼠脊髓损伤

背景：单纯的干细胞移植对脊髓损伤的修复作用并不理想,主要是因为脊髓损伤后损伤区域神经组织的水肿、缺血、缺氧等引起继发性损伤造成的。 目的：在骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤的同时应用吡拉西坦,观察两者对大鼠脊髓损伤恢复的影响。 方法：雌性Wistar大鼠参照改良Allen打击法制备大鼠脊髓损伤模型。随机分成3组,即单纯损伤组、骨髓间充质干细胞移植组及骨髓间充质干细胞移植联合吡拉西坦组。于伤后1,2,4,6,8周进行BBB评分和斜板实验等运动功能检测。第4周取材行病理切片苏木精-伊红染色,通过SRY-PCR检测雄性大鼠Y染色体上特有的基因SRY,从而得知移植骨髓间充质干细胞是否存活。8周后取材,行辣根过氧化物酶示踪观察,并通过透射电镜观察轴突的再生情况。 结果与结论：伤后4周,骨髓间充质干细胞移植组、联合治疗组大鼠后肢运动功能均有较明显恢复,联合治疗组较骨髓间充质干细胞移植组恢复快(P < 0.05)。单纯损伤组亦有所恢复,但程度较轻。病理切片单纯损伤组未见神经轴索通过;骨髓间充质干细胞移植组可见少量神经轴索样结构;联合治疗组可见较多神经轴索样结构。骨髓间充质干细胞移植组、联合治疗组有SRY基因表达,单纯损伤组未检测到SRY基因。辣根过氧化物酶阳性神经纤维数联合治疗组﹥骨髓间充质干细胞移植组>单纯损伤组,差异具有显著性意义(P < 0.05)。透射电镜下,骨髓间充质干细胞移植组、联合治疗组正中横断面可见新生的无髓及有髓神经纤维。提示骨髓间充质干细胞移植联合吡拉西坦促进大鼠损伤脊髓结构和功能恢复的效果明显优于单纯细胞移植组,两者联用具有协同效应。     

外固定方法制作的大鼠股骨骨折模型

背景：外固定器抗旋转能力强,不影响局部血运,不固定关节,动物可以自由活动,适合用于骨折模型的制作。 目的：创立一种新型的股骨骨折动物模型。 方法：SD大鼠24只于大鼠右侧股骨截骨,以自行研究设计的微型单边外固定器为固定装置,制成骨折模型,术后通过大体观察、影像学观察及组织学方法观察股骨对位情况和截骨端的愈合情况。 结果与结论：术后外固定器保持正常位置,未见螺纹钉拔出,针孔松动,骨折等现象,大鼠股骨保持正常生理位置。固定后第2周骨断端已经有模糊的原始骨痂形成。第4周时已有连续性骨痂通过,但骨断端仍较清晰。第8周时,骨断端已经愈合,髓腔再通,出现骨性愈合。证实微型单边外固定器可以为股骨骨折模型大鼠提供可靠的固定,并且右侧股骨截骨骨折模型大鼠制作合理。     

不同脊髓损伤模型大鼠行为学及形态学的变化

背景：在脊髓全断模型中有切割伤模型、切除伤模型,为了更好地选择脊髓损伤修复研究的全断动物模型,有必要对这两种模型进行比较及探讨。 目的：分析不同脊髓损伤模型的行为学及病理变化,选择适用于再生研究及治疗的脊髓损伤动物模型。 方法：将160只SD大鼠随机均分为2组,分别制作切割型脊髓损伤模型与切除型脊髓损伤模型,术后1,2,4,8,10,20,30,50周内进行后肢行为学BBB评分及组织化学、免疫组织化学染色,观察损伤区残余纤维情况;术后4,10,26,52周分别在大鼠脑皮质运动区与颈髓注射BDA-FITC示踪剂,观察损伤区残余纤维的连续性。 结果与结论：切割脊髓损伤模型组大鼠术后2-50周双后肢的BBB得分明显高于切除脊髓损伤模型组(P < 0.05);切割脊髓损伤模型组在损伤区残存大量组织和神经丝、胶质纤维酸性蛋白纤维,而切除脊髓损伤模型几乎没有残存纤维;不论是切割脊髓损伤模型还是切除脊髓损伤模型,皮质脊髓束均不能通过损伤区,终止于损伤区的头端;在切割脊髓损伤模型中,脊髓固有束重新进入尾侧端的宿主脊髓组织中,而在切除脊髓损伤模型中脊髓固有束终止于损伤区的头端。表明切除脊髓损伤模型更适用于脊髓损伤后再生效果及治疗手段或药物的筛选与评价。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程      

亚低温条件下脊髓损伤模型大鼠神经再生微环境及运动功能的变化

背景：临床研究证明全身亚低温能显著降低重型颅脑损伤患者的致残率和死亡率。近年来,有关亚低温治疗脊髓损伤的研究也相继开展。 目的：观察脊髓损伤后亚低温对神经再生微环境的影响,探索其对脊髓损伤后神经再生和功能恢复的可能作用机制。 方法：67只大鼠中随机取20只作为假手术组,其余大鼠采用改良Allen打击法于T9节段建立脊髓损伤模型,剔除剔除模型失败3只及模型制作后死亡4只大鼠后,随机等分为脊髓损伤组和亚低温组,各20只。假手术组和脊髓损伤组大鼠置于常温操作台上,使其肛温保持在(37.0±0.5) ℃,维持72 h。亚低温组大鼠置于冰毯机上,使其肛温保持在(34.0±0.5) ℃,维持72 h,室温下自然复温。 结果与结论：与脊髓损伤组相比,亚低温组大鼠损伤脊髓组织中凋亡指数降低,水通道蛋白4/9 mRNA和蛋白表达水平下降,体感诱发电位潜伏期和波幅恢复,运动功能评分在增加。说明亚低温治疗通过减少神经细胞凋亡和降低水通道蛋白4/9 mRNA和蛋白的表达水平,对脊髓损伤起到保护作用。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程     

神经生长因子修饰脂肪干细胞移植促进损伤脊髓的修复

背景：基因修饰的干细胞能够增加多肽和全长蛋白的分泌而起到保护脊髓损伤和促进神经元功能恢复的作用,因而成为近年来的研究热点。目的：探讨神经生长因子修饰的脂肪干细胞移植对大鼠脊髓损伤的保护作用。方法：贴壁培养法原代培养脂肪干细胞,免疫荧光法行表面标志物鉴定;脂质体介导神经生长因子质粒转染修饰脂肪干细胞,Real-time PCR及Western blot检测转染后神经生长因子的表达;改良Allen法构建大鼠脊髓损伤模型,将转染后的脂肪干细胞注射移植入大鼠脊髓损伤部位,BBB评分评估修复效果;脂肪干细胞移植后3周处死大鼠,Real-time PCR及Western blot检测移植后损伤节段脊髓中神经生长因子的表达。结果与结论：原代培养脂肪干细胞获得成功,免疫荧光显示表面抗原CD29和CD44呈阳性表达;转染后脂肪干细胞中神经生长因子 mRNA及蛋白表达增高;转染神经生长因子的脂肪干细胞移植后,大鼠BBB评分明显升高,损伤节段脊髓中神经生长因子mRNA及蛋白表达明显升高。结果表明经神经生长因子转染修饰的脂肪干细胞可促进大鼠脊髓损伤修复。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

骨密度与骨折合并颅脑损伤患者骨折愈合的评价

背景：颅脑损伤患者下肢骨折愈合过程中,骨折周围新生骨形成加速现象在临床上较为常见。这种快速形成的骨痂或异位骨化是否是颅脑损伤合并下肢骨折患者的常见并发症,至今仍有争论。 目的：利用骨密度检测来评估创伤性脑损伤对股骨干骨折愈合的影响。 方法：纳入创伤性脑损伤合并股骨干骨折患者和单纯股骨干骨折患者各25例,以切开复位后钢板螺钉内固定。术后第6,12周行X射线测量骨痂体积。术后1,3,5周利用双能X射线骨密度测定仪测定两组患者骨折区骨密度值。 结果与结论：单纯股骨干骨折患者术后第12周较第6周骨痂体积明显增加。合并颅脑损伤患者术后第6,12周骨痂体积均有明显增加,且大于单纯骨折组骨痂体积。在第1,3,5周时骨折区骨密度值逐渐增大,并且高于同时间点单纯骨折组骨折区骨密度值。说明创伤性脑损伤可增加股骨干骨折愈合时的骨痂体积,提高骨折区骨密度值,缩短骨折愈合时间。     

不同移植时间窗对静脉移植骨髓间充质干细胞在大鼠损伤脊髓内存活和迁移的影响

目的:观察不同移植时间窗对静脉移植骨髓间充质干细胞(MSCs)在大鼠损伤脊髓内存活和迁移的影响,探讨移植的最佳时间.方法:体外分离、培养、纯化MSCs,改良Allen法制造大鼠脊髓损伤(SCI)模型,40只SD大鼠随机分为假手术组、SCI后0、6、12、24 h,3、5和7 d移植组,移植组经尾静脉注射Hoechst33342标记的MSCs,移植后7 d取脊髓组织,观察各组MSCs在脊髓损伤处的存活和迁移情况.结果:SCI后0,6、12、24 h移植4组,脊髓损伤处的MSCs的存活数量较少.但迁移距离较长;SCI后3 d移植组,脊髓损伤处MSCs的存活数量较多,且迁移距离较长;SCI后5和7 d移植2组,脊髓损伤处的MSCs的存活数量较少,且迁移距离较短.结论:在SCI后3 d是静脉移植MSCs治疗大鼠SCI的最佳移植时间窗.     

水通道蛋白-4在实验性脊髓损伤大鼠的表达

为了观察大鼠脊髓损伤后水通道蛋白4(AQP 4)的表达和对后肢功能的影响,本实验建立Allen脊髓损伤动物模型,于术后1、3、7、14和21d分别对大鼠进行了BBB评分检查后肢功能,处死动物后应用免疫组织化学技术检测脊髓组织内AQP 4的表达,用图像分析仪对脊髓损伤后神经组织的AQP 4的变化进行了定量分析。结果表明:脊髓损伤后第1d,在脊髓损伤组受损伤脊髓灰质和白质中均可见到AQP 4的表达明显增加;第3d时均达到高峰。在第7、14、和21d,AQP 4的表达与对照组均有显著性差异(P<0. 01)。本研究结果提示:脊髓损伤后大鼠脊髓组织中AQP 4的表达显著增加。     

Spinal cord injury causes more damage to fracture healing of later phase than ovariectomy in young mice

The purpose of this study was to compare the effects of spinal cord injury (SCI) and ovariectomy (OVX) on femoral fracture healing of later phase in young mice. Sixty young female C57 mice were randomized into three groups: SCI, OVX, and age-matched intact control. The femoral fracture was generated at 3 weeks after SCI or OVX. At 1 month after fracture, the femoral fracture area was evaluated through the healing status using radiograph; bone mineral density using dual X-ray absorptometry; callus formation and mineralization and neovascularization in callus using micro-computed tomography; biomechanical analysis using testing machine; and histology analysis by staining with hematoxylin-eosin stain. SCI mice showed lower bone mineral density in the femoral callus as compared with OVX mice. Callus geometric microstructural parameters of the femora in SCI mice were significantly lower than OVX mice. SCI induced significant changes of biomechanical parameters in the femoral fracture healing area. The callus formation and callus neovascularization in SCI mice were significantly lower than in OVX mice. SCI induces more deterioration of fracture healing in the femoral diaphysis than OVX.     

Spinal Cord Injury Causes More Damage to Fracture Healing of Later Phase than Ovariectomy in Young Mice

The purpose of this study was to compare the effects of spinal cord injury (SCI) and ovariectomy (OVX) on femoral fracture healing of later phase in young mice. Sixty young female C57 mice were randomized into three groups: SCI, OVX, and age-matched intact control. The femoral fracture was generated at 3 weeks after SCI or OVX. At 1 month after fracture, the femoral fracture area was evaluated through the healing status using radiograph; bone mineral density using dual X-ray absorptometry; callus formation and mineralization and neovascularization in callus using micro-computed tomography; biomechanical analysis using testing machine; and histology analysis by staining with hematoxylin-eosin stain. SCI mice showed lower bone mineral density in the femoral callus as compared with OVX mice. Callus geometric microstructural parameters of the femora in SCI mice were significantly lower than OVX mice. SCI induced significant changes of biomechanical parameters in the femoral fracture healing area. The callus formation and callus neovascularization in SCI mice were significantly lower than in OVX mice. SCI induces more deterioration of fracture healing in the femoral diaphysis than OVX.     

电刺激促进大鼠脊髓钝挫伤后运动功能恢复

目的探究神经电刺激对大鼠脊髓顿挫伤(SCC)后的干预效果并探讨相应机制。方法将大鼠分为:假手术组、对照组和实验组。用Allen’s法复制大鼠T9脊髓钝挫伤模型。实验组用神经电刺激干预。定期观察大鼠后肢运动功能恢复情况;用免疫组织化学染色技术以及蛋白质印记技术检测神经生长因子和巢蛋白的表达。结果脊髓损伤后,大鼠的运动功能迅速下降。随着时间的推移,实验组大鼠运动功能评分逐渐升高,第7天较对照组明显上调(P<0.05)。与对照组相比,实验组神经生长因子和巢蛋白表达明显上调(P<0.05)。结论电刺激可能创造有利于神经元存活和可塑性的微环境,有利于大鼠后肢运动功能的恢复。     

电刺激联合神经营养素3可促进脊髓损伤大鼠内源性神经干细胞的增殖和分化

文题释义： 神经营养素3：是神经生长因子基因家族的成员,可促进多种中枢和外周神经元的存活和分化,调节神经元突触活动,并对神经系统发育和成熟起重要作用。神经营养素3在损伤条件下对神经元具有保护作用,因而在治疗神经系统疾病和神经损伤中有临床应用前景。 内源性神经干细胞：正常机体中,神经干细胞一般处于静息状态,在特定的生理或病理刺激下被激活,其中侧脑室外侧壁的室下带和海马齿状回的颗粒下带是产生神经干细胞最为活跃的区域,神经系统损伤后,在多种细胞因子、调控基因的调节下发生增殖、迁移和分化等。 背景：由于外源性神经干细胞的获取有限,且容易产生免疫排斥以及伦理问题等严重制约其向临床转化,因此如何激活内源性神经干细胞并促进其生长增殖、分化,成为近期科研工作者究的热点。 目的：探讨电刺激联合神经营养素3对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖及向神经元分化的作用。 方法：将96只SD大鼠随机分为假手术组、脊髓损伤组、电刺激组、电刺激+神经营养素3组,每组24只。假手术组仅暴露脊髓,其他3组大鼠应用改良Allen法建立脊髓损伤模型,造模后给予相应措施进行干预。造模后7,14,21,28 d时,以BBB评分评价大鼠后肢运动功能,电生理学检查运动诱发电位潜伏期;造模后28 d取材,进行苏木精-伊红染色观察脊髓病理变化,免疫组化染色观察内源性神经干细胞的增殖和分化情况。实验方案经兰州大学第二医院医学伦理委员会批准。 结果与结论：①与假手术组相比,脊髓损伤组大鼠的BBB评分明显降低(P < 0.01),脊髓组织可见大量炎症细胞浸润,并存在多个空洞;与脊髓损伤组相比,电刺激组、电刺激+神经营养素3组大鼠后肢功能开始逐渐恢复,电刺激+神经营养素3组BBB评分明显高于电刺激组(P < 0.05),上述病理损伤变化明显改善;②脊髓损伤组7,14 d及电刺激组大鼠7 d时双后肢运动诱发电位潜伏期均未测出,电刺激组、电刺激+神经营养素3组21,28 d时运动诱发电位潜伏期较模型组缩短(P < 0.05),电刺激+神经营养素3组潜伏期缩短更显著    (P < 0.05);③BrdU和Nestin阳性细胞数、微管相关蛋白2的表达：电刺激+神经营养素3组>电刺激组>脊髓损伤组;胶质纤维酸性蛋白的表达：脊髓损伤组>电刺激组>电刺激+神经营养素3组。结果表明脊髓损伤大鼠经电刺激及神经营养素3干预后,促进内源性神经干细胞增殖和向神经元分化,病理损伤明显减轻,后肢运动功能显著改善。 ORCID: 0000-0002-6353-8874(张培根) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

二甲亚砜对脊髓损伤的抗自由基保护作用

目的探讨二甲亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)对大鼠急性脊髓损伤后运动功能、自由基含量及组织病理学的影响。方法以改良Allen法制作脊髓损伤模型,将30只SD大鼠随机分为DMSO组、打击组和假手术组。术后分别观察24h、48 h、96 h的BBB评分;96 h后采血,检测血清标本中超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的含量;采血后取脊髓,苏木精-伊红(HE)染色观察损伤部位织病理学变化。结果大鼠后肢BBB评分术后96h DMSO组、打击组、假手术组BBB评分分别为(5.38±0.84)、(1.80±0.70)、(20.71±0.24)分,提示3个时相点均有所改善,且DMSO组均高于打击组,差异有统计学意义(P<0.05)。SOD检测分别为(149.08±16.02)、(131.36±19.66)、(158.57±14.69)U/mL,MDA检测分别为(4.85±0.33)、(6.36±0.49)、(3.683±0.25)nmol/mL,提示DMSO组自由基含量低于打击组,差异有统计学意义(P<0.05)。大鼠脊髓组织病理学切片观察显示,DMSO组炎症反应、结构破坏明显轻于打击组。结论 DMSO能明显促使脊髓损伤后的大鼠后肢的神经运动功能恢复,清除体内自由基,在一定程度上阻止脊髓继发性损伤的进一步发展。