局部X線分割照射聯(lián)合GM-1治療大鼠脊髓損傷的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、一、大鼠脊髓損傷模型的建立
　　研究背景和目的：脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型有多種，其中Allen打擊模型因其致傷機(jī)制更貼近于臨床，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)打擊重量以及打擊距離制作不同損傷程度的動(dòng)物SCI模型，所以得到了廣泛的應(yīng)用。但是多數(shù)用于制作Allen打擊模型的設(shè)備過(guò)于復(fù)雜，不適宜推廣使用。為此，我們參考相關(guān)文獻(xiàn)，制作了簡(jiǎn)化的打擊支架，用于制作大鼠SCI模型，并進(jìn)一步探討一定劑量X線照射對(duì)大

2、鼠SCI的治療效應(yīng)。
　　方法：根據(jù)Allen打擊的原理制作了大鼠SCI打擊器。選用雌性Sprague-Dawley（SD）大鼠，按Allen打擊法對(duì)大鼠脊髓T11-12節(jié)段進(jìn)行打擊，打擊能量為30g×5cm。對(duì)所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行生理狀態(tài)觀察，雙后肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定、體感誘發(fā)電位及組織學(xué)檢測(cè)以了解脊髓損傷程度。觀察大鼠脊髓損傷區(qū)組織結(jié)構(gòu)的完整性及雙后肢神經(jīng)功能的恢復(fù)程度。
　　結(jié)果：SCI術(shù)前與術(shù)后2w實(shí)驗(yàn)動(dòng)物毛發(fā)色澤、飲食狀況等

3、生理狀態(tài)無(wú)顯著差異。SCI后1天因失血過(guò)多死亡1只；SCI后2周內(nèi)因頑固性感染死亡2只。術(shù)后2w共有4只大鼠后肢BBB評(píng)分8分以上，其余均在4分以下。HE染色顯示SCI術(shù)后大鼠脊髓組織結(jié)構(gòu)破壞，部分區(qū)域形成空腔。最終造模成功率90﹪。
　　結(jié)論：自制打擊器制作Allen打擊脊髓損傷模型操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。動(dòng)物脊髓打擊損傷模型穩(wěn)定性、可重復(fù)性及成功率高，是一種值得廣泛應(yīng)用的脊髓損傷模型。
　　二、局部X線照射治療大鼠脊髓損傷方

4、法的研究
　　研究背景和目的：研究表明適當(dāng)劑量的 X線局部照射可以改善大鼠脊髓損傷區(qū)的微環(huán)境，促進(jìn)損傷脊髓組織結(jié)構(gòu)的修復(fù)以及大鼠雙后肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。本研究的前期研究也證實(shí)10Gy和20Gy X線照射可以促進(jìn)損傷脊髓組織結(jié)構(gòu)的修復(fù)，但單次劑量過(guò)大可能會(huì)帶來(lái)一定的輻射損傷。所以，本研究采用類似腫瘤放射治療中使用的分割照射方法來(lái)對(duì)大鼠脊髓損傷模型進(jìn)行干預(yù)，以了解該干預(yù)方法是否同樣可以改善大鼠的脊髓組織結(jié)構(gòu)和神經(jīng)功能。
　　方法：

5、使用第一部分所述的自制大鼠SCI造模支架采用Allen打擊法制作大鼠脊髓損傷模型，雌性SD大鼠共70只，脊髓損傷節(jié)段為T11-12。將所有脊髓損傷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型隨機(jī)分為四組：空白組（10只），SCI組（20只），SCI+20Gy照射組（20只），SCI+分割照射組（20只）；照射組于SCI后2周接受適量X線照射，空白組和SCI組不給予照射。各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均于SCI后6周處死，期間予以BBB評(píng)分、體感誘發(fā)電位檢測(cè)等，處死后取材予以組織學(xué)檢測(cè)，

6、綜合評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物脊髓損傷區(qū)組織結(jié)構(gòu)及大鼠雙后肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)情況。
　　結(jié)果：實(shí)驗(yàn)期間共有6只大鼠因各種原因死亡。BBB評(píng)分SCI組由術(shù)后2周時(shí)（1.3±0.3）分提高到（3.1±0.5）分，SCI+單次照射組由（1.4±0.3）分提高到（7.2±0.6）分，SCI+分割照射組由（1.3±0.4）分提高到（6.9±0.7）分，兩照射組BBB評(píng)分較SCI組顯著提高（P<0.05）；體感誘發(fā)電位檢測(cè)顯示SCI組、SCI+單次照射組及S

7、CI+分割照射組潛伏期均較正常大鼠延長(zhǎng)，但兩照射組延長(zhǎng)時(shí)間較SCI組略短；SCI組NF計(jì)數(shù)為（20.5±3.4）、MBP計(jì)數(shù)為（273.4±12.5），SCI+單次照射組NF計(jì)數(shù)為（67.6±5.9）、MBP計(jì)數(shù)為（202.8±13.1），SCI+分割照射組 NF計(jì)數(shù)為（71.2±5.3）、MBP計(jì)數(shù)為（198.4±11.7）；兩照射組 NF計(jì)數(shù)較 SCI組顯著提高（P<0.05）。免疫熒光法檢測(cè)到兩照射組NF表達(dá)區(qū)域較SCI組顯著增多

8、（P<0.05），GFAP表達(dá)兩照射組較SCI組顯著降低（P<0.05）。
　　結(jié)論：適當(dāng)劑量的 X線照射能減少大鼠脊髓損傷區(qū)膠質(zhì)瘢痕的形成，促進(jìn)大鼠脊髓損傷后組織結(jié)構(gòu)的修復(fù)和神經(jīng)功能的恢復(fù)，合理的分割照射方案可以得到同樣的組織放射效應(yīng)。
　　三、局部X線分割照射聯(lián)合GM-1治療大鼠脊髓損傷的研究
　　研究背景和目的：SCI的治療比較復(fù)雜，祛除某一個(gè)致病因素往往療效不佳。本研究第二部分結(jié)果顯示分割照射與單次照射均能改善

9、大鼠 SCI區(qū)組織結(jié)構(gòu)及雙后肢運(yùn)動(dòng)功能。本部分?jǐn)M通過(guò)聯(lián)合X線分割照射和神經(jīng)節(jié)苷酯（GM-1）注射---意圖在抑制脊髓損傷修復(fù)的抑制因素的同時(shí)結(jié)合促進(jìn)因子（GM-1）---來(lái)探尋脊髓損傷治療的有效方法。
　　方法：采用第一部分所述Allen打擊法制作大鼠脊髓損傷模型，選用雌性SD大鼠共60只。將所有脊髓損傷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型隨機(jī)分為四組：SCI組（15只），SCI+分割照射組（15只），SCI+GM-1組（15只），SCI+分割照射+GM

10、-1組（15只）；GM-1組和SCI+分割照射+GM-1組于SCI后第2天腹腔注射GM-1，30mg/kg，SCI組和SCI+分割照射組同時(shí)注射同等量生理鹽水，連續(xù)一周；SCI+分割照射組和SCI+分割照射+GM-1組于SCI后2周對(duì)大鼠損傷區(qū)脊髓進(jìn)行X線照射，SCI組及SCI+GM-1組予以假照射。各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均于SCI后6周處死，同樣采用BBB評(píng)分、體感誘發(fā)電位評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物雙后肢運(yùn)動(dòng)功能，組織學(xué)檢測(cè)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物脊髓損傷區(qū)組織結(jié)構(gòu)的恢

11、復(fù)情況。
　　結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)共4只大鼠因各類原因死亡。BBB評(píng)分SCI組由照射前（1.3±0.4）分提高到（3.0±0.5）分，SCI+分割照射組由（1.4±0.5）分提高到（7.1±0.3）分，SCI+GM-1組由（1.3±0.3）分提高到（5.7±0.5）分，SCI+分割照射+GM-1組由（1.2±0.4）分提高到（8.3±0.3）分，三個(gè)治療組BBB評(píng)分較SCI組顯著提高（P<0.05），三組間無(wú)顯著差異（P>0.05）；

12、體感誘發(fā)電位檢測(cè)顯示 SCI組、SCI+分割照射組、SCI+GM-1組及SCI+分割照射+GM-1組潛伏期均較正常大鼠延長(zhǎng)；SCI組NF計(jì)數(shù)為（21.2±3.7）、MBP計(jì)數(shù)為（278.2±10.3），SCI+分割照射組 NF計(jì)數(shù)為（65.3±6.5）、MBP計(jì)數(shù)為（196.4±12.7），SCI+GM-1組 NF計(jì)數(shù)為（37.8±6.2）、MBP計(jì)數(shù)為（235.4±13.5），SCI+分割照射+GM-1組NF計(jì)數(shù)為（74.3±5.9）

13、、MBP計(jì)數(shù)為（187.4±12.0）；三個(gè)治療組NF計(jì)數(shù)較SCI組顯著增高（P<0.05），三組間無(wú)顯著差異，但SCI+分割照射+GM-1組神經(jīng)軸突成熟程度較其他各組明顯提高，脊髓組織結(jié)構(gòu)較其他各組亦更為致密有序。Western blot法檢測(cè)結(jié)果顯示SCI+分割照射組及SCI+分割照射+GM-1組較SCI組和SCI+GM-1組GFAP、Vimentin的陽(yáng)性表達(dá)顯著降低（P<0.05）。
　　結(jié)論：局部X線分割照射聯(lián)合GM-1