適度運(yùn)動(dòng)對(duì)周圍神經(jīng)損傷后脊髓突觸可塑性變化的作用研究.pdf

1、[研究背景]外周神經(jīng)損傷后可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)環(huán)路發(fā)生廣泛的變化。在全球每年成千上萬例的外周神經(jīng)損傷病例中，只有不到10％的病人可以完全地恢復(fù)功能。外周神經(jīng)損傷后，在相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元胞體以及樹突周圍所投射的突觸會(huì)發(fā)生大量退行性改變，這種現(xiàn)象被稱為“突觸剝離”。一般來說，突觸剝離是是不可逆的，即使外周軸突成功地發(fā)生了再生或者肌肉纖維的再支配效應(yīng)發(fā)揮了作用。突觸剝離，或者說突觸的退行性改變，被公認(rèn)為是臨床上功能恢復(fù)差的重要原因。能影

2、響突觸剝離的治療可以改善外周神經(jīng)損傷后的功能恢復(fù)。在本實(shí)驗(yàn)中，我們主要是研究作為一種可能的治療方法，適度運(yùn)動(dòng)在突觸剝離和退行性改變中的作用及其機(jī)制。
　　運(yùn)動(dòng)，對(duì)突觸剝離有十分顯著的作用。如果完全離斷小鼠坐骨神經(jīng)，同時(shí)讓小鼠接受兩周左右的適度跑步運(yùn)動(dòng)，突觸剝離和退行的現(xiàn)象會(huì)發(fā)生消失?；诖隧?xiàng)預(yù)實(shí)驗(yàn)研究，假設(shè)適度運(yùn)動(dòng)可以影響外周神經(jīng)損傷后脊髓環(huán)路中的脊髓可塑性。在本研究中，就是想進(jìn)一步探討現(xiàn)象背后的機(jī)制，試圖通過設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步闡

3、述原理。
　　突觸剝離是很多神經(jīng)退行性疾病早期的一個(gè)重要標(biāo)志。在很多中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病中（諸如阿爾茨海默病、帕金森綜合癥、亨廷頓舞蹈癥等），投射在中樞神經(jīng)元周圍的突觸發(fā)生了廣泛地剝離。這些突觸退行性改變的機(jī)制已被大量研究，且提出了不少可能的理論。因此，諸如可以影響外周神經(jīng)損傷后的突觸剝離現(xiàn)象的適度運(yùn)動(dòng)作為一種類似的治療方法，是否存在著和中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元退行性改變相類似的機(jī)制呢？這都有待本實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步研究。
　　[目的]

4、
　　(1)觀測(cè)坐骨神經(jīng)橫斷損傷后，投射在脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍突觸的表達(dá)情況;設(shè)計(jì)各實(shí)驗(yàn)組，探討坐骨神經(jīng)損傷后，適度運(yùn)動(dòng)對(duì)突觸剝離現(xiàn)象及突觸退行性改變的影響;
　　(2)選取不同基因型小鼠，分別是野生型小鼠(WT)、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)敲除型(BDNF KO)小鼠，觀察BDNF在運(yùn)動(dòng)對(duì)坐骨神經(jīng)橫斷傷后突觸恢復(fù)再生過程中的具體作用及相關(guān)機(jī)制;
　　(3)選取不同基因型小鼠，分別是野生型小鼠(WT)、

5、RNA結(jié)合蛋白ZBP-1敲除型(ZBP1 KO)小鼠，觀察ZBP1在運(yùn)動(dòng)對(duì)坐骨神經(jīng)橫斷傷后突觸恢復(fù)再生過程中的具體作用;
　　[方法](1)建立小鼠坐骨神經(jīng)橫斷傷模型;(2)向小鼠腓腸肌和脛骨前肌注射熒光標(biāo)記的霍亂毒素以逆行標(biāo)記運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元;(3)比較不同組小鼠術(shù)后脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍投射的突觸的表達(dá)情況（分別是完整的野生型小鼠、坐骨神經(jīng)損傷+不運(yùn)動(dòng)組、坐骨神經(jīng)損傷+持續(xù)兩周跑步運(yùn)動(dòng)組），取L3-L5段脊髓行行系統(tǒng)連續(xù)冰凍切片;(

6、4)比較不同組小鼠術(shù)后脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍投射的突觸的表達(dá)情況（分別是完整的野生型WT小鼠、BDNF KO組、WT坐骨神經(jīng)損傷+不運(yùn)動(dòng)組、WT坐骨神經(jīng)損傷+持續(xù)兩周跑步運(yùn)動(dòng)組、BDNF KO坐骨神經(jīng)損傷+不運(yùn)動(dòng)組、BDNFKO坐骨神經(jīng)損傷+持續(xù)兩周跑步運(yùn)動(dòng)組），取L3-L5段脊髓行行系統(tǒng)連續(xù)冰凍切片;(5)比較不同組小鼠術(shù)后脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍投射的突觸的表達(dá)情況（分別是完整的野生型WT小鼠、ZBP1KO組、WT坐骨神經(jīng)損傷+不運(yùn)動(dòng)

7、組、WT坐骨神經(jīng)損傷+持續(xù)兩周跑步運(yùn)動(dòng)組、ZBP1KO坐骨神經(jīng)損傷+不運(yùn)動(dòng)組、ZBP1KO坐骨神經(jīng)損傷+持續(xù)兩周跑步運(yùn)動(dòng)組），取L3-L5段脊髓行行系統(tǒng)連續(xù)冰凍切片;
　　[結(jié)果]
　　(1)外周神經(jīng)損傷后，投射在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍的突觸數(shù)目會(huì)顯著性下降，突觸會(huì)發(fā)生較大程度的剝離和退行性的改變;適度運(yùn)動(dòng)，可以使外周神經(jīng)損傷后的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍投射的突觸修復(fù)再生，從而抑制外周神經(jīng)損傷后脊髓背角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍突觸剝離和退行;
　

8、　(2)缺乏BDNF，適度跑步運(yùn)動(dòng)不能促進(jìn)損傷的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍的突觸修復(fù)再生;神經(jīng)元性的BDNF在受損傷的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍突觸修復(fù)再生發(fā)揮重要作用;膠質(zhì)源性的BDNF也參與了受損運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍突觸修復(fù)再生過程;
　　(3)初級(jí)感覺神經(jīng)元DRG中軸突蛋白ZBP-1的合成與運(yùn)輸參與了適度運(yùn)動(dòng)對(duì)投射在損傷運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍的突觸剝離的影響;在RNA結(jié)合蛋白ZBP-1基因敲除小鼠上，運(yùn)動(dòng)不能導(dǎo)致受損傷運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍投射的突觸修復(fù)再生;BDNF結(jié)

9、合特異性TrkB受體激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在適度運(yùn)動(dòng)對(duì)外周神經(jīng)離斷損傷后脊髓突觸修復(fù)再生過程中發(fā)揮了十分重要的作用;
　　[結(jié)論]外周神經(jīng)損傷后，投射于脊髓背角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍的突觸發(fā)生了顯著性的剝離和退行性改變。適度運(yùn)動(dòng)可以使投射于外周神經(jīng)損傷后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍的突觸大量修復(fù)再生;神經(jīng)元腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)是突觸修復(fù)再生中的一個(gè)必須具備的分子，這種作用很有可能是BDNF與其TrkB受體結(jié)合激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及通過合成RN