胶原支架结合脑源性神经营养因子移植促进全横断脊髓损伤大鼠轴突再生及运动功能恢复的研究

目的评价胶原支架结合脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)移植修复大鼠全横断脊髓损伤的效果。方法将32只成年雌性SD大鼠随机分成4组(n=8):A组为假手术组,只暴露T_9、T_(10)段脊髓;B、C、D组切除长4 mm的T_9、T_(10)段脊髓后,C、D组分别于损伤处植入相应长度的线性有序胶原支架(linear ordered collagen scaffolds,LOCS)和结合了胶原结合结构域(collagen binding domain,CBD)-BDNF的LOCS。术前及术后3个月内每周对大鼠进行BBB运动功能评分。术后3个月,实施神经电生理检测各组大鼠运动诱发电位(motor evoked potential,MEP);然后于L_2段脊髓组织注射荧光金(fluorogold,FG)实施逆行示踪,1周后取大鼠大脑及胸、腰段脊髓组织,脱水后观察脊髓组织形态;取包含损伤区的胸、腰段脊髓组织作切片。其中,脊髓冠状切片于激光共聚焦显微镜下进行观察,计算FG阳性细胞积分吸光度(IA)值;胸段脊髓组织水平切片采用免疫荧光染色,观察全横断脊髓损伤造模情况、脊髓损伤区轴突再生情况、D组再生轴突的突触形成情况。结果术后各时间点B、C、D组BBB评分均显著低于A组(P0.05);术后2～12周D组BBB评分均明显高于B、C组(P0.05)。电生理检测示,B组未观测到MEP;C、D组MEP潜伏期显著长于A组,C组显著长于D组,差异均有统计学意义(P0.05)。脊髓组织形态观察示,B组脊髓损伤区域向两端延伸,损伤部位组织破坏严重;C、D组脊髓形态恢复较好,D组更接近正常组织形态。逆行示踪结果显示,各组大鼠损伤区以下的腰段脊髓灰质中均充满了FG阳性细胞;在损伤区以上的胸段脊髓中,A组FG阳性区域IA值显著大于B、C、D组(P0.05),C、D组大于B组(P0.05),C、D组间差异无统计学意义(P0.05)。免疫荧光染色示,自同一脊髓背侧至腹侧选出的组织切片显示了明显异于正常组织的全横断脊髓损伤区域。A组NF阳性轴突数明显多于B、C、D组,C、D组多于B组,D组多于C组,差异均有统计学意义(P0.05)。结论 LOCS结合CBD-BDNF移植可以促进大鼠全横断脊髓损伤后轴突再生以及后肢运动功能恢复。