食蟹猴脊髓半橫斷損傷模型的建立及其中樞神經(jīng)系統(tǒng)華勒變性的研究.pdf

1、脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是人類所經(jīng)歷的最具破壞性的外傷之一,常常導致嚴重的殘障,目前尚無有效治療方法,因此給患者、家庭和社會造成巨大的影響和經(jīng)濟負擔。統(tǒng)計表明,我國現(xiàn)已有SCI患者約100萬人,而根據(jù)國家生產(chǎn)安全委員會的初步統(tǒng)計,每年僅由于生產(chǎn)事故所造成的SCI患者就達5-6萬人,是我國的高發(fā)損傷性病種之一。由于SCI發(fā)生后,中樞神經(jīng)系統(tǒng)(centralnervous system,CNS)神經(jīng)元軸突的再

2、生極為有限,從而使SCI的自我恢復差、治療困難,因此SCI是困擾醫(yī)學界的難題,也是當今的研究熱點。SCI不僅直接造成受損局部的病理改變,而且會導致相關神經(jīng)元遠端軸突與髓鞘等成分發(fā)生退行性改變,即華勒變性(Wallerian degeneration,WD),而變性的主要成分恰恰是神經(jīng)組織中負責神經(jīng)沖動傳導的結構一軸突及其所屬成分。因此,在制定SCI治療策略時,對這些遠端變性現(xiàn)象在細胞及分子水平的研究甚為必要。目前,已有不少學者對大鼠、小

3、鼠等低等哺乳動物SCI后的華勒變化進行了研究,但此類動物與人類存在較大差異,使得很多研究結果難以為臨床治療提供直接的依據(jù)。非人靈長類動物(non-human primate)與人類最為近似,但目前尚缺乏此類動物SCI后病理及相關分子表達變化的研究。本實驗以此為出發(fā)點,針對非人靈長類動物-食蟹猴的病理及相關分子表達變化進行研究,以期為SCI的治療提供新的細胞學依據(jù)。
　　 針對食蟹猴SCI研究中缺乏基礎數(shù)據(jù)的狀況,本研究的第一部分

4、以獲取食蟹猴脊髓、脊椎等部位的相關基礎資料為主。為此,我們進行了大量的測量,獲取了食蟹猴脊髓、脊椎等部位的解剖數(shù)據(jù)及刺激脊髓、引起肌肉抽搐的最低電壓與電流等參數(shù),這些數(shù)據(jù)目前尚無報導,它們的收集為設計靈長類SCI模型以及相關形態(tài)和功能的研究提供了重要的依據(jù)。
　　 本研究的第二部分以建立食蟹猴的脊髓半橫斷損傷模型為主。我們使用手術方法,對12只食蟹猴進行了椎板切除術或椎板切除術聯(lián)合脊髓半橫斷損傷術的操作。其中,3只食蟹猴僅接受了

5、椎板切除術,作為假手術對照組(下文簡稱為對照組)；另外9只均接受了椎板切除及脊髓半橫斷損傷術,并對這些動物的行為學指標進行了觀察和評分:這些SCI后的動物分別在術后約7天、30天和60天接受經(jīng)心灌注固定并取出完整的腦與脊髓。它們分別作為SCI后7天組(下文簡稱為7天組)、SCI后30天組(下文簡稱為30天組)和SCI后60天組(下文簡稱為60天組)。這些食蟹猴為我們研究非人靈長類的CNS在SCI后發(fā)生的變化提供了豐富的實驗材料,為下一步

6、的實驗打下堅實基礎。
　　 在本研究的第三部分,我們研究了食蟹猴脊髓半橫斷損傷后7天和30天時背側(cè)上行傳導束(dorsal ascending tract,DAT)中WD區(qū)內(nèi)軸突、髓鞘、星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞、巨噬細胞和雪旺細胞在損傷后的反應性改變,并將其與對照組進行了對比。研究表明,盡管WD區(qū)的軸突在損傷后30天時絕大部分已被破壞和清除,但其相應的髓鞘成分/碎片仍大量存在；神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillar

7、y acidic protein,GFAP)陽性的星形膠質(zhì)細胞在損傷后7天和30天時保持穩(wěn)定,形態(tài)和數(shù)量均未見明顯變化；小膠質(zhì)細胞的數(shù)量在損傷后7天時即顯著上升,且損傷后30天時其數(shù)量進一步升高；ED1陽性的巨噬細胞在損傷后7天時數(shù)量與對照組相比有顯著性上升,但在損傷后30天時巨噬細胞數(shù)量相對于損傷后7天時呈顯著下降,但仍高于對照組:脊髓背索與WD區(qū)均未見到代表外周髓鞘結構的PO陽性標記,提示外周的雪旺細胞并未遷移到WD區(qū)內(nèi)；超微電鏡研

8、究表明,吞噬細胞是清除髓鞘的主要細胞。
　　 結論:為建立穩(wěn)定的、可重復的食蟹猴SCI模型,本研究采集了這種非人靈長類動物的眾多重要參數(shù),為以后設計和研制更接近臨床的食蟹猴脊髓損傷儀打下了扎實基礎；成功制作了食蟹猴脊髓半橫斷損傷模型,所取得的食蟹猴腦與脊髓材料也為詳細探討SCI后CNS的各種病理變化及分子機制提供了珍貴的標本來源；本文重點對食蟹猴脊髓半橫斷損傷后WD現(xiàn)象進行了系統(tǒng)的定量研究,表明髓鞘的遲緩性清除對軸突的再生構成阻