減重步行訓練對脊髓損傷大鼠腳橋核及巨細胞網狀核的可塑性影響.pdf

1、目的:
　　脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是一種高致殘率的疾病，常導致患者損傷平面以下的運動、感覺、自主神經及括約肌等的功能障礙;不僅給患者及其家庭帶來災難性的影響，而且極大地增加社會的經濟負擔。因此，世界各地學者們都在積極尋找有效的治療方法，幫助SCI患者早日康復。
　　目前尚未能找到一種可以完全恢復SCI后患者各方面功能的治療方法。超過50％SCI患者存在運動功能障礙，其中步行能力障礙對患者的影

2、響尤為明顯。減重步行訓練(Body Weight Support Treadmill Training，BWSTT)是一種針對下肢功能障礙，提高、改善步行能力的新的康復治療技術，動物研究顯示這一康復治療技術可增強脊髓步行中樞模式發(fā)生器(central pattern generator，CPG)可塑性。然而，BWSTT對脊髓上神經中樞的影響卻鮮有文獻報道，本研究將針對大鼠腳橋核和巨細胞網狀核這兩個特殊脊髓上神經中樞結構進行探索，旨在1、

3、明確BWSTT對不完全脊髓損傷大鼠中腦腳橋核和巨細胞網狀核可塑性的影響;2、中腦腳橋核和巨細胞網狀核可塑性在不完全脊髓損傷大鼠運動功能恢復中的作用。
　　方法:
　　本研究包括兩部分實驗:1.實驗一BWSTT對不完全脊髓損傷大鼠中腦運動區(qū)腳橋核可塑性變化:將3月齡雌性SD大鼠30只，體重250-280g，分為BWSTT組、未訓練組和假手術組，每組10只，用美國NYU脊髓沖擊損傷儀制作大鼠T10脊髓不完全損傷模型。采用正電子發(fā)

4、射型電子計算機斷層顯像結合X射線計算機斷層成像技術（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）、免疫熒光染色及Basso Beattie Bresnahan Locomotor Rating Scale（BBB評分）觀察BWSTT對不完全脊髓損傷大鼠中腦運動區(qū)腳橋核可塑性變化和后肢運動功能的改善，以及兩者之間的關系。2.實驗二BWSTT對脊髓損傷大鼠延髓巨細胞網狀核可

5、塑性變化:將45只雌性SD大鼠，體重為250-280g，分為假手術組、BWSTT組和未訓練組。繼續(xù)利用NYU脊髓打擊器制作不完全脊髓損傷模型，對BWSTT組利用電動跑臺進行減重步行訓練干預6周，并采用免疫熒光染色、蘇木精-伊紅染色（hematoxylin-eosin staining，HE）、尼氏染色及BBB運動功能評分觀察BWSTT對不完全脊髓損傷大鼠延髓巨細胞網狀核的可塑性變化，以及運動評分與該核團可塑性變化的關系。
　　結果

6、:
　　第一部分實驗結果:
　　1.各組大鼠BBB評分BWSTT組大鼠的后肢運動功能BBB評分在造模后4周、7周兩個時間點的分值均較未訓練組高(P＜0.05)。假手術組大鼠在造模后1周、4周、7周三個時間點的BBB評分值(分別為20.67±0.52、21.00、21.00)均明顯高于訓練組（分別為1.50±0.55、8.42±0.80、12.92±0.66）和未訓練組（分別為1.83±0.75、7.17±0.41、10.08

7、±0.58;P＜0.01）。
　　2.各組大鼠腳橋核代謝雖然訓練組18F-氟脫氧葡萄糖([18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG)的標準攝取值(standard uptake value，SUV)的平均值(1.94±0.63)較未訓練組(1.82±0.19)增高，而且假手術組的SUV值(2.20±0.60)最高，但三組SUV值的差異不具有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　3.各組大鼠腳橋核免

8、疫熒光染色神經元特異性核抗原(neuron-specific nuclear，NeuN)免疫熒光染色檢測顯示訓練組、未訓練組、假手術組三組間大鼠腳橋核的神經元數量差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，而腳橋核2型囊泡膜谷氨酸轉運體(vesicular glutamate transporter2，VGLUT2)的積分光密度值(integrated optical density，IOD)比較，假手術組IOD表達最高，訓練組較未訓練組明顯增強

9、(P＜0.01)。
　　4.腳橋核與運動功能的相關分析不完全脊髓損傷大鼠腳橋核VGLUT2的IOD值與BBB評分之間存在明顯的相關性(r=0.989，P＜0.01)，BWSTT組大鼠的后肢運動功能隨中腦腳橋核谷氨酸能神經遞質表達增強而提高。
　　第二部分實驗結果:
　　1.減重步行訓練對各組大鼠BBB評分的影響造模后第28天，BWSTT組大鼠BBB評分(8.38±0.74)與未訓練組(6.67±0.58)比較出現顯著差

10、異(P＜0.05)，訓練組的后肢運動功能恢復明顯優(yōu)于未訓練組，假手術組大鼠四肢、軀干及尾部運動功能完全正常。
　　2.脊髓HE染色損傷段脊髓切片HE染色發(fā)現，假手術組脊髓切片腹、背側解剖結構完整，脊髓灰、白質中細胞形態(tài)正常，無明顯神經元水腫、萎縮;未訓練組大鼠損傷段脊髓背側解剖結構紊亂，存在出血和空洞，背側和腹側脊髓灰質中神經細胞萎縮、水腫，背側較明顯;BWSTT組大鼠脊髓解剖結構較完整，仍可見局部出血和空洞，但程度較未訓練組輕。

11、
　　3.延髓巨細胞網狀核尼氏染色延髓巨細胞網狀核尼氏染色觀察到，假手術組(161.71±9.55)、BWSTT組(167.14±7.65)和未訓練組(164.71±13.03)三組間在神經元數量上未見統(tǒng)計學差異(P＞0.05)，三組間巨細胞網狀核神經元形態(tài)也未見顯著變化。
　　4.延髓巨細胞網狀核免疫熒光染色此核團VGLUT2免疫熒光染色顯示，假手術組的IOD(3138.88±312.45)最高，BWSTT組(1944.2

12、3±376.51)次之，未訓練組(977.38±246.36)最低，三組之間的比較都存在顯著統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。
　　5.延髓巨細胞網狀與運動功能的相關分析不完全脊髓損傷大鼠巨細胞網狀核IOD值與BBB評分之間存在明顯的相關性(r=0.975，P＜0.01)。
　　結論:
　　1.不完全脊髓損傷后，中腦運動區(qū)腳橋核和延髓巨細胞網狀核神經元可塑性降低。
　　2.BWSTT能夠促進不完全性脊髓損傷大鼠后肢運動