神经干细胞移植防治骨骼肌失神经肌萎缩的电生理研究

目的探讨采用神经干细胞移植的方法防治骨骼肌失神经萎缩的可行性。方法采用机械分离的方法从孕14～16 d的SD孕鼠中获取神经干细胞,并于神经元限定性培养基中进行传代培养,制备神经干细胞单细胞悬液。采用切断右侧胫神经的方法建立腓肠肌失神经支配的动物(SD大鼠)模型。将108只SD大鼠按注射药物的不同随机分为3组,每组36只大鼠。实验组:将神经干细胞悬液注射到切断的胫神经远端。损伤组:注射等量的生理盐水。对照组:注射等量的细胞培养液。术后8、12周采用HRP逆行示踪技术检测失神经骨骼肌重获神经再支配的情况,并应用肌肉电生理方法对重获神经再支配的骨骼肌进行功能评价。结果术后8、12周实验组用电刺激细胞移植部位的腓肠肌,均可引出肌肉收缩活动;且随着时间的延长,单次收缩的波幅、速度,和强直收缩的时间和强直收缩波幅的恢复率均进一步得到改善。对照组和损伤组均未能引出肌肉活动。结论神经干细胞移植能够实现失神经骨骼肌的神经再支配,并且能够与骨骼肌建立起功能性突触连接,有效预防骨骼肌的萎缩。     

应用胚胎脊髓前角细胞移植修复大鼠神经损伤的实验研究

目的　观察鼠胚胎脊髓前角细胞移植入胫神经远断端后的变化及作用。方法　将 2 4只SD大鼠随机分为移植组和对照组 ,每组 12只。切断大鼠右侧胫神经形成失神经腓肠肌实验模型。分离并制备孕 14～ 18d大鼠胚胎脊髓前角运动神经元 ,植入已切断的胫神经远断端。对照组在相同部位注射等量的培养液。术后 3个月 ,对移植细胞进行组织学观察、Nissl染色和辣根过氧化物酶 (horseradishperoxidase ;HRP)逆行示踪检测。行胫神经再生纤维计数 ,并检测腓肠肌电生理变化、肌湿重和肌动蛋白表达。结果　植入细胞能在胫神经远端存活 ,呈现Nissl阳性染色并被HRP逆行示踪所标记。移植组胫神经的再生率、腓肠肌肌湿重和肌动蛋白含量均明显高与对照组 (P <0 .0 5 )。电刺激移植组胫神经可记录到腓肠肌的诱发动作电位 ,能引起肌肉收缩和踝关节运动。结论　同种异体胚胎脊髓前角细胞移植到外周神经内可使靶肌肉获得神经支配并延缓其失神经萎缩的变化。     

不同移植时间对胚胎脊髓源性神经干细胞体内分化为神经元影响的实验研究

目的 探讨不同移植时间对胚胎脊髓源性神经干细胞体内分化为神经元影响,为胚胎脊髓源性神经干细胞移植防治骨骼肌失神经萎缩的最佳移植时间点的选择提供实验依据.方法 从孕龄14 d SD大鼠胚胎脊髓组织中分离、获得并鉴定脊髓源性神经干细胞.90只SD大鼠分为9组,分别于胫神经切断后0、1、2、3、4、6、8、12及16周,移植胚胎脊髓源性神经干细胞至切断胫神经远端神经外膜下,移植后4周取胫神经冰冻切片行免疫组化方法 计数神经元数量并进行图像分析.结果 损伤后1周移植时,神经元数量最多,其次为损伤后6周,损伤后16周组无神经元存在.结论 对胚胎脊髓源性神经干细胞体内移植后分化为神经元影响最小的时间点是损伤后1周,因此我们可以推断胚胎脊髓源性神经干细胞移植防治骨骼肌失神经萎缩的最佳移植时间点是损伤后1周.     

臂丛损伤后神经移位寄养法预防失神经支配肌萎缩的实验研究

目的研究臂丛损伤后神经移位端侧缝合寄养法是否有预防失神经支配骨骼肌肌萎缩的作用。方法64只SD大鼠随机分成两组。对照组：切断肌皮神经，造成肱二头肌失神经支配。实验组：切断肌皮神经后，胸内侧神经分支移位与肌皮神经远端作端侧缝合寄养失神经支配的肱二头肌。术后2、4、6、8周观察大鼠的行为变化与肱二头肌的萎缩程度，检测肱二头肌肌肉纤颤电位或再生电位、肱二头肌肌肉湿重、肌纤维截面积和Na-K-ATP酶活性。以左侧为实验侧，右侧为自身对照侧，将左侧测量值除以右侧测量值，求各观察值恢复率，比较组间各观察值的恢复率。结果术后对照组随着失神经时间延长，肌肉萎缩程度逐渐加重，屈肘功能不能恢复，纤颤电位波幅逐渐下降，肌肉湿重、肌纤维截面积和酶的活性均逐渐下降；而实验组随着神经寄养时间的延长，肌肉萎缩程度逐渐减轻，屈肘功能逐渐恢复，出现再生电位，肌肉湿重、肌纤维截面积逐渐增加，酶活性逐渐升高，虽不及正常组，但明显不同于肌肉萎缩严重的失神经组。结论神经移位端侧缝合寄养法可以有效地预防失神经支配骨骼肌肌萎缩。     

心脏营养素-1对失神经骨骼肌的营养和保护作用

目的探讨心脏营养素-1（Cardiotrophin-1，CT-1）及其受体在失神经骨骼肌中的表达规律，观察外源性CT-1对失神经骨骼肌的营养和保护作用。方法选用11组Swiss小鼠，每组10只，切断其右侧胫神经，分别于术后不同时间点完整切取失神经腓肠肌，用Northern blot法测定肌肉中CT-1及其受体亚基LIFR-β，gp130的mRNA含量，探讨三者的表达规律。另取Swiss小鼠30只，同样方法切断其胫神经后，连续腹腔注射CT-1（100μg／kg／d），于7、14和28d后检测失神经腓肠肌的湿重、肌纤维横截面积和肌肉总蛋白含量，观察超微结构的变化，分别与对照组比较。结果CT-1及其受体在正常骨骼肌中均有表达。胫神经切断后，腓肠肌中CT-1的表达进行性下降；而LIFR-β和gp130在早期均有一个表达增高的过程，前者的表达高峰出现在失神经支配后24h，后者在神经切断后1周表达最高。连续应用外源性CT-12周，有效地维持了失神经腓肠肌的湿重、肌纤维横截面积和总蛋白含量，减轻了肌浆网的扩张程度。用药4周后，这种效果更加明显。结论内源性CT-1表达不足，是失神经骨骼肌早期萎缩的一个重要因素。受体gp130／LIFR-β的表达上调，提高了肌肉对其配体CT-1的敏感性，及时应用外源性CT-1，可对失神经骨骼肌产生营养和保护作用，能有效地延缓失神经骨骼肌的萎缩。     

神经营养素3基因修饰的神经干细胞对周围神经再生修复的影响

目的 探讨神经营养素3基因修饰的神经干细胞对周围神经再生的影响。方法 54只SD大鼠随机分为3组，造成坐骨神经切断损伤模型，神经外膜端端缝合，于小腿三头肌每周分别注射生理盐水、未被神经营养素3基因修饰的神经干细胞、及神经营养素3基因修饰的神经干细胞。术后3、6、9周动态观察坐骨神经功能指数(SFI)以了解后肢功能恢复情况、组织学切片观察、肌湿重恢复率测定、9周后吻合口神经干的电镜观察。结果 神经营养素3基因修饰的神经干细胞组动物的有髓神经纤维密度、神经组织面积、髓鞘厚度、肌湿重以及坐骨神经功能指数均显著优于未被神经营养素3基因修饰的神经干细胞组和生理盐水组，9周时差异有统计学意义。单纯神经干细胞组各项指标优于生理盐水组。结论 将神经营养素3基因修饰的神经干细胞移植于修复的周围神经，使局部释放的NT-3加快轴突再生速度以促进周围神经再生，减缓失神经支配肌肉的萎缩。     

神经束植入联合甲钴胺治疗失神经骨骼肌的实验研究

目的研究神经束植入治疗失神经支配骨骼肌．并比较靶肌肉局部用药与全身性用药的疗效,探讨神经营养药物应用的最佳给药方法。方法选用雄性大鼠60只随机等分5组．每组12只,制作左侧胫神经切断动物模型。A组：神经束植入组;B纽：神经束植入＋左侧腓肠肌注射甲钴胺;C组：神经束植入＋腹腔注射甲钴胺;D组：胫神经切断：E组：胫神经切断＋左侧腓肠肌注射生理盐水。术后当日开始,B组隔日左侧腓肠肌注射甲钴胺300μg／kg;C组隔日腹腔注射甲钴胺300μg／kg;E组隔日左侧腓肠肌注射等渗盐水0．02ml。分别于术后4周和8周测量左小腿腓肠肌电生理、肌纤维横截面积和肌细胞TUNEL染色。结果术后4周及8周,A,B,C三组腓肠肌电位波幅组间比较差异均有显著性（P〈0．05）;D组与E组腓肠肌纤颤电位波幅差异无显著性（P〉0．05）。术后4周及术后8周,肌纤维横截面积和肌细胞TUNEL阳性细胞数A,B,C组间差异均有显著性（P〈0,05）,D,E组间差异无显著性（P〉0．05）,A,B,C组与D,E组差异有显著性（P〈0．05）。B组明显优于其他组。结论神经柬植入能有效防治失神经骨骼肌萎缩,靶肌肉给药效果优于全身用药。     

胰岛素样生长因子Ⅰ原位注射抑制骨骼肌失神经萎缩

目的 :研究胰岛素样生长因子Ⅰ (IGF Ⅰ )原位注射抑制骨骼肌失神经萎缩的可行性 ,为失神经肌萎缩的预防及治疗提供新的手段。方法 :2 4只成年SD大鼠 ,随机分成 2组 ,切断胫神经建立失神经支配的动物模型 ,A组于失神经支配的骨骼肌内注射rhIGF Ⅰ ,用量为 2 5 0ng/kg·2d ,B组注射生理盐水作为对照。 4周后观察比较骨骼肌湿重、骨骼肌细胞横截面积和超微结构。结果 :4周后 ,A组骨骼肌湿重为 (5 0 9.4± 92 .3 )mg、骨骼肌细胞横截面积为 (73 1.0 2±110 .64 ) μm2 ;B组骨骼肌湿重为 (4 61.8± 48.1)mg、骨骼肌细胞横截面积为 (5 77.2 2± 60 .64 ) μm2 。B组骨骼肌萎缩程度明显大于A组。超微结构也提示局部注射rhIGF Ⅰ对失神经支配的骨骼肌细胞的超微结构具有保护作用。结论 :失神经骨骼肌内局部注射rhIGF Ⅰ ,对其萎缩有一定的抑制作用。     

神经干细胞移植延缓失神经肌萎的作用机制

目的 研究脊髓神经干细胞移植到外周神经后延缓失神经肌萎的作用及机制.方法 取孕10～12 d的SD孕鼠,提取、培养及纯化脊髓神经干细胞,传2～3代后,将分散成单细胞的神经干细胞(106/μl×5μl)移植到胫神经切断模型的远端;设立对照组,移植5μl干细胞培养液.术后分别于3、5个月取材,观察移植神经干细胞的分化;比较干细胞移植能否延缓失神经肌萎;观察靶肌肉中突触(神经肌肉接头)的变化情况.结果 移植后3、5个月,发现移植组小腿三头肌萎缩较对照组减轻(P<0.05);移植组中的突触后膜退变萎缩明显好于对照组,术后5个月出现了新的突触结构.结论 神经干细胞移植可以延缓失神经肌萎的程度,有效保护失神经肌肉突触后膜的结构,并能形成新的突触.     

绿色荧光蛋白转基因大鼠神经干细胞体外分化与体内移植的实验研究

目的 探讨绿色荧光蛋白（green fluorescent protein，GFP）转基因大鼠胚胎脊髓神经干细胞（neural stem cells，NSC）体外增殖、分化的生物学活性以及植入体内后存活、分化和迁移的情况。方法 对GFP转基因大鼠的胚胎脊髓NSC进行体外分离、培养和诱导分化，并应用特异性抗体分别对神经干细胞、神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞进行免疫荧光染色鉴定。建立F344大鼠胫神经切断的动物模型，将体外稳定传代的GFP-NSC单细胞悬液移植于胫神经远侧段。移植12周后取材，应用激光共聚焦显微镜和普通荧光显微镜观察神经干细胞体内的存活、分化和迁移情况，并对胫神经冰冻切片行神经元特异性免疫荧光染色鉴定。结果 通过体外分离培养的方法获得了稳定传代的GFP-NSC，体外诱导分化形成神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。GFP-NSC体内移植后，部分分化为神经元，并发出轴突样的结构向远端生长。结论 GFP-NSC具有良好的生物学活性，体内移植后可以分化为神经元，为进一步研究其体内移植防治骨骼肌失神经萎缩及治疗其他神经元损伤性疾病提供了实验依据。     

神经营养因子-3基因移植的雪旺细胞延缓肌萎缩的实验研究

目的 探讨神经营养因子-3(neurotrophic factor-3,NT-3)基因修饰的雪旺细胞(Schwann cells,SC)延缓失神经性肌肉萎缩的作用.方法 采用双酶消化法和贴壁法培养、纯化与传代SC.应用阳离子脂质体以NT-3基因修饰SC,免疫组织化学S-100染色检测NT-3基因转入前后SC的纯度.切断右侧胫神经建立腓肠肌失神经支配的动物模型.将104只SD大鼠按注射药物的不同随机分为4组,每组26只.A组,细胞外基质(extracellular matrix,ECM)凝胶组;B组,SC-ECM凝胶组;C组,NT-3基因-ECM凝胶组;D组,NT-3基因修饰的SC-ECM凝胶组.术后12周进行腓肠肌肌肉电生理,8周和12周做肌湿重、肌纤维横截面积的检测.结果 NT-3转染前后SC纯度分别为(94.7±2.1)%及(95.6±2.5)%,两者比较差异有统计学意义(P＜0.05).术后12周用电刺激腓肠肌,均可引出肌肉收缩活动;且随着时间的延长,单次收缩的波幅、速度,及强直收缩的时间和强直收缩波幅的恢复率均增加.D组均优于B、C组,B、C组均优于A组(P＜0.05),而B、C组相比差异无统计学意义(P＞0.05).术后8周和12周的肌湿重与肌纤维横截面积D组均优于B、C组,B、C组均优于A组(P＜0.05),而B、C组相比差异无统计学意义(P＞0.05).结论 转染NT-3基因的SC移植能够实现失神经骨骼肌的神经再支配,并且能与骨骼肌建立起功能性突触连接,有延缓失神经性骨骼肌萎缩的作用.     

Application of fetal neural stem cells transplantation in delaying denervated muscle atrophy in rats with peripheral nerve injury

Injury to peripheral nerves always results in progressive skeletal muscle atrophy and poor functional recovery. Previous studies have demonstrated that transplanting neural stem cells (NSCs) into peripheral nerve can differentiate into neurons and delay muscle atrophy. However, the mechanism was not very clear. In this study, we transplanted the fetal NSCs to the injured nerve and examined new formed neuromuscular junctions (NMJs) in the denervated muscle and arrest of muscle atrophy. In our study, two pregnant Fischer rats were used to harvest fetal NSCs, 70 rats were randomly divided into NSC‐transplanted and control groups, five rats without surgery were used as the normal control. A volume of 5 μl culture media with or without fetal NSCs (5 × 10⁶) were transplanted into distal tibial nerve stump after the nerve was transected in two groups, respectively. Three, five, and seven months after denervation, the dry weight of gastrocnemius muscle was found significant heavier, and the fiber area was more retained in NSC‐transplanted group comparing to the control group (P < 0.05). Neurons were found in the distal tibial nerves even 7 months after fetal NSCs transplantation. Newly formed NMJs were detected by immunohistochemistry. In addition, the results of electrophysiological analysis and retrograde tracing manifested that the neural pathway between muscle and differentiated neurons was integrity. In conclusions, our study demonstrated that fetal NSCs transplanted into peripheral nerves could differentiate into neurons and form functional NMJs with denervated muscle, which may be beneficial for the treatment of muscle atrophy after peripheral nerve injury. © 2009 Wiley‐Liss, Inc. Microsurgery, 2010.     

神经干细胞移植延缓失神经肌肉萎缩的实验研究

目的 研究异体神经干细胞(neural stern cell,NSC)移植于切断的周围神经远端,延缓失神经肌肉萎缩的作用,并探讨其发挥作用的可能机制.方法 取2只孕12～14 d绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)转基因大鼠,取其胚胎并体外分离培养脊髓NSC.选取2月龄健康成年F344雌性大鼠32只,体重(180±20)g,随机分为实验组和对照组(n=16).于右股部膝关节上1.5 cm处水平切断胫神经及腓总神经,近端反折缝合,建立小腿三头肌失神经支配模型.实验组:将制备的5μGFP-NSC悬液自胫神经远侧断端进针1 cm后缓慢注入胫神经内;对照组:同法注入等量NSC培养上清液.术后观察大鼠一般情况,于术后4周及12周取材,测量小腿三头肌湿重,行肌肉HE染色、Mallory三色染色及突触后膜染色,观察并测量肌纤维横截面积维持率及肌肉突触后膜的形态和面积.结果 各组大鼠伤口均Ⅰ期愈合,右侧后肢无溃疡发生.术后4周和12周,右侧小腿三头肌湿重,实验组分别为(0.849±0.064)g和(0.596±0.047)g,对照组分别为(0.651±0.040)g和(0.298±0.016)g,同时间点组间比较差异有统计学意义(P＜0.05).术后4周与12周,骨骼肌纤维横截面积维持率实验组分别为72.55%±8.12%和58.96%±6.07%,对照组分别为50.23%±4.76%和33.63%±4.41%:实验组均优于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).失神经肌肉经Mallory三色染色,术后4周可见肌纤维之间已有大量胶原纤维增生:术后12周,胶原纤维进一步增多,大部分肌肉纤维被取代,但实验组纤维化程度轻于对照组.术后12周,实验组突触后膜面积为(137.29±29.14)μm2,更接近于正常(198.63±23.11)μm2,达对照组(61.03±11.38)μm2的2倍以上,各组差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 异体胚胎脊髓NSC体内移植可发挥延缓失神经肌肉萎缩和维持失神经肌肉突触后膜形态、功能的作用,为临床上周围神经损伤后肌肉萎缩的防治提供了新的思路和方法.     

MSCs静脉移植对周围神经再生的作用

目的检测间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)经静脉移植后在周围神经损伤模型内的迁移、分布情况,并评价其对轴突、靶器官的保护作用。方法经尾静脉注射BrdU标记的MSCs入大鼠坐骨神经损伤模型内(实验组)。术后自神经断端、肌肉组织取材检测BrdU阳性细胞,评价坐骨神经指数(SFI)、肌纤维横截面积及肌细胞凋亡数量。结果术后4、8周从神经断端、肌肉组织内检测到BrdU阳性细胞。实验组的SFI、肌纤维横截面积明显高于对照组(不注入MSCs),细胞凋亡数量低于对照组,两组差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论MSCs静脉移植至体内能归巢到损伤的神经断端、肌肉组织,具有促进轴突再生、延缓肌萎缩的作用。     

Reinnervation after direct neurotization in cross innervated rats--a study of spinal anterior horn cells by horseradish peroxidase method]

This experiment was performed to clarify the progress of the reinnervation of the denervated muscle after direct neurotization using cross innervation. In this study 79 rats were used. The common peroneal nerve was cut and neurotized into the previously denervated gastrocnemius muscle. At different stages after neurotization, evoked M-waves of the neurotized muscle, and muscle weights were analyzed. Histological findings of the neurotized and denervated gastrocnemius muscles, and the number of spinal anterior horn cells labeled by the horseradish peroxidase method, were also studied. The labeled cells of the neurotized gastrocnemius muscle were located in the spinal level between L3 and L5, which was almost the same site as that of the anterior tibial muscle in normal rats. This finding showed that the denervated gastrocnemius muscle was reinnervated by the implanted common peroneal nerve. The labeled cells of the neurotized gastrocnemius muscle started to appear 2 weeks after neurotization, and the number of cells were almost the same as in the control side from 3 weeks to the end of the experiment. The fixed formed M-wave was observed in some cases 3 weeks after neurotization and in all cases at 6 weeks and thereafter. Four weeks after neurotization and denervation, the weight of neurotized muscle was significantly heavier than that of denervated muscle. The histological findings of the gastrocnemius muscle 3 months after neurotization were almost normal. These results showed that the reinnervation of denervated muscle after direct neurotization using cross innervation began after 2 weeks and the neurotized muscle started to regain its function 3 weeks after the neurotization. The present study also suggested that the muscle power of the neurotized muscle recovered fully resulting from increasing number of labeled spinal anterior horn cells.     

Effect of electrostimulation on denervated muscle.

The influence of electrostimulation on denervated and reinnervated muscle was investigated. First, the left peroneal nerve was severed in rats. Wet weight and muscle fiber diameter of denervated anterior tibial muscle was compared as a percentage of contralateral muscle in stimulated and non-stimulated rats. In a second experiment, four weeks after the peroneal nerve was severed, the tibial nerve was cross-sutured to the distal stump of the peroneal nerve. Electrostimulation was continued in rats that had electrostimulation before nerve-crossing. Recovery of wet weight was assessed at eight weeks and at one year after nerve-crossing. The mean decrease in weight and fiber diameter of the denervated muscle was significantly less in the group that was electrostimulated for eight weeks. Recovery of weight of reinnervated muscle was significantly better in the electrostimulated group. Electrostimulation of denervated muscle retarded denervation atrophy and improved recovery after reinnervation.