周圍神經(jīng)轉位修復脊髓損傷的實驗研究.pdf

1、[研究背景和目的]脊髓損傷(spinalcordinjuries，SCI)的修復是神經(jīng)科學研究領域的熱點，也是困擾骨科醫(yī)生的一大難題，原因之一是由于損傷脊髓的再生能力極其有限[1]。從脊髓損傷治療的策略來看，完全恢復脊髓功能非常困難而且并非必要，治療的目的應該是恢復對生活質量有重要作用的那一部分功能[2]。各種脊髓損傷治療措施實現(xiàn)的難易程度有很大不同[3]，從易到難依次為：再髓鞘化、神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達和釋放、軸突出芽和形成合適的突觸、殘

2、存神經(jīng)元的軸突再生、遠距離的軸突再生并精確連接到靶器官、神經(jīng)元再生。Tatagibe等[4，5]認為必須具備下列3個條件才能使受損脊髓的軸突得以成功地再生：①必須具有一定數(shù)量的神經(jīng)元存活，因為軸突再生所需要的結構和功能性物質只能在胞體內合成；②再生的軸突必須生長足夠的距離，以穿過或繞過脊髓受損部位；③再生的軸突必須定位于合適的靶細胞并形成功能性連接。為促使受損脊髓盡可能恢復功能，可采用以下策略[6]：①保護損傷后殘存的神經(jīng)組織，限制繼發(fā)

3、性細胞破壞；②應用各種橋接物的移植，以替代缺失的神經(jīng)組織；③阻斷內源性神經(jīng)再生抑制性因素的作用；④增強殘存神經(jīng)回路的重新塑型，促進功能的恢復。SCI后修復的相對容易實現(xiàn)的途徑是通過殘留神經(jīng)元軸突殘端出芽或殘留軸突側支出芽(即神經(jīng)的可塑性)的形式再生，并延伸至相應的靶細胞，形成突觸聯(lián)系，重建相應的神經(jīng)回路，從而恢復或部分恢復對靶細胞的神經(jīng)支配；另外，損傷的脊髓若能保留10％的功能性軸突連接，即可重建部分神經(jīng)回路，使損傷脊髓的功能有所恢復[

4、7]。目前為止脊髓損傷后神經(jīng)再生與功能恢復的實驗研究已進行了一百多年，其方法多種多樣，近年來在細胞生物學和分子生物學方面(主要是細胞移植和基因治療)開展了大量的相關研究，然而大多數(shù)的研究停留在基礎實驗階段，臨床上還沒有成功修復脊髓損傷的例子，脊髓損傷的機理有待于近一步的明確。周圍神經(jīng)含有施萬細胞(Schwanncells,SCs)和神經(jīng)生長因子(nervegrowthfactor)，損傷后可以在一定條件下再生，并可以在一定程度上恢復功能

5、。因而不少學者嘗試用周圍神經(jīng)移植修復脊髓損傷；周圍神經(jīng)移植由來以久，手術方法多種多樣，如帶血供的周圍神經(jīng)和二步吻合技術，聯(lián)合應用物理治療如高壓氧和脈沖電磁場，以及生物化學方法如應用神經(jīng)營養(yǎng)因子，胚胎脊髓聯(lián)合移植修等等，這些方法一定程度上能提高損傷脊髓的再生能力，但作用微弱。1996年，HenrickCheng[8]報道用肋間神移植修復損傷脊髓，對下行纖維：將頭側白質連接尾側灰質；對上行纖維：將尾側白質連接頭側灰質，大鼠有一定功能恢復。而

6、LeviAD[9]等進行靈長類模型實驗后認為：周圍神經(jīng)移植后，再生軸突能長入移植物但不長距離生長，卻可以使再髓鞘化的纖維長入損傷遠端，后者可促進功能恢復。2004年，Campos[10]等人嘗試用周圍神經(jīng)轉位橋接大鼠脊髓損傷區(qū)，發(fā)現(xiàn)T13神經(jīng)中的運動纖維跟損傷區(qū)遠側的腰髓運動神經(jīng)元建立了聯(lián)系，電刺激轉位神經(jīng)近端可引起后肢肌肉收縮。為了進一步探討周圍神經(jīng)轉位修復脊髓損傷的可行性，探索周圍神經(jīng)在中樞神經(jīng)環(huán)境下再生情況，本文作者使用不同方式的

7、周圍神經(jīng)轉位橋接損傷脊髓，觀察再生情況。 [方法]1.動物實驗：將70只雄性SD大鼠隨機分為4組： A組：10只，為空白對照組，單純制造脊髓半切傷模型； B組：20只，采用正中神經(jīng)轉位橋接損傷脊髓； C組：20只，采用肋間神經(jīng)轉位橋接損傷脊髓； D組：20只，采用正中神經(jīng)轉位橋接損傷脊髓，吻合口處使用生物蛋白膠粘著，并采用皮下脂肪組織覆蓋轉位的神經(jīng)行程。 2.大體觀察：動物術后存活情況，并

8、發(fā)癥和功能恢復，3.形態(tài)學觀察：各組分別于術后8周心臟灌注取材，行肉眼觀察及HE染色、抗NF-200免疫組織化學染色鏡下觀察。 [結果]：A組：大體觀察：可建立大鼠半切傷模型，死亡率1/10；動物術后對側后肢可出現(xiàn)部分癱瘓，多于1周內恢復，患側肢體痙攣性癱瘓，4周時術側后肢可恢復大部分運動功能，但缺乏爪的精細動作，至8周可有明顯改善；術后并發(fā)癥有：結膜出血，尿潴留，尿路感染，腸麻痹，潰瘍形成。 肉眼觀察：8周取材，脊髓周

9、圍形成纖維瘢痕，橫斷處脊髓變細。 鏡下觀察：橫切痕中為瘢痕組織，靠近脊髓中心處瘢痕極細，瘢痕與脊髓正常組織之間有大量膠質細胞。 B組：大體觀察：多數(shù)動物可以長期存活，死亡率3/20；4周、8周功能評分跟A組無顯著性差異；并發(fā)癥跟A組類似，另有供體神經(jīng)支配肢體趾端潰瘍。 肉眼觀察：轉位神經(jīng)周圍形成纖維瘢痕，與肌肉組織粘聯(lián)，神經(jīng)呈灰白色，轉位神經(jīng)與脊髓長合在一起； 鏡下觀察：失去正常神經(jīng)的形態(tài)，軸突及髓鞘崩解

10、僅部分殘余，伴大量施萬細胞增生，轉位神經(jīng)與脊髓有明顯分界，二者之間為瘢痕組織和增生的膠質細胞，未見突觸連接。 C組：大體觀察：成功建立模型，死亡率2/20；功能恢復同A組沒有顯著性差異，除可見上述并發(fā)癥外，另有供體神經(jīng)支配區(qū)腹壁肌麻痹。 肉眼觀察：轉位神經(jīng)與周圍組織長合在一起，神經(jīng)形態(tài)改變明顯，呈灰白色，而失去原來亮白有條紋形態(tài)，轉位神經(jīng)與脊髓長合在一起； 鏡下觀察：神經(jīng)輪廓不清，軸突及髓鞘崩解僅部分殘余，伴大量

11、施萬細胞增生，轉位神經(jīng)與脊髓有明顯分界，二者之間為瘢痕組織和增生的膠質細胞，未見突觸連接。 D組：大體觀察：成功建立模型，死亡率4/20；并發(fā)癥可見結膜出血，尿潴留，腸麻痹，褥瘡，尿路感染，供體神經(jīng)支配肢體麻痹，術后動物功能恢復同A組無明顯差異。 肉眼觀察：轉位神經(jīng)與周圍組織無嚴重粘聯(lián)，神經(jīng)形態(tài)稍有改變，仍保持原來亮白顏色，有橫行明暗條紋，轉位神經(jīng)與脊髓長合在一起； 鏡下觀察：神經(jīng)輪廓保持較好，軸突及髓鞘部分崩解

12、大部保留，伴大量施萬細胞增生及炎性細胞浸潤，轉位神經(jīng)與脊髓有清晰分界，二者之間為瘢痕組織和增生的膠質細胞，損傷處結締組織增生與周圍硬脊膜粘連，未見有神經(jīng)纖維從轉位神經(jīng)長入脊髓及建立突觸連接。 [結論]在大鼠模型上，周圍神經(jīng)轉位橋接脊髓，轉位的神經(jīng)發(fā)生嚴重的warllor’s退變，供體神經(jīng)近端軸突崩解；施萬細胞大量增生；改良術式，使用自體脂肪覆蓋神經(jīng)行程，可以改善神經(jīng)受損情況；但是，脊髓損傷后的微環(huán)境不利神經(jīng)再生，表現(xiàn)為早期的炎性