中樞與外周神經(jīng)損傷后神經(jīng)元胞體反應(yīng)性的研究.pdf

1、成年哺乳動(dòng)物外周神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)損傷后可以有效再生，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)損傷后不能有效地再生連接。因此，通過對(duì)PNS和CNS損傷后再生過程進(jìn)行比較性研究認(rèn)識(shí)造成二者再生差異的機(jī)制，對(duì)于認(rèn)識(shí)CNS損傷的修復(fù)及CNS退行性變的機(jī)制和尋找和開創(chuàng)有效治療手段具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 盡管目前有關(guān)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后再生的研究強(qiáng)調(diào)再生微環(huán)境的作用，但對(duì)此多方面的改善并未給脊髓損傷后的再生及功能恢復(fù)帶來突破性的進(jìn)展。由于中樞和外周

2、神經(jīng)損傷后，神經(jīng)元的胞體將對(duì)損傷產(chǎn)生一系列的反應(yīng)，包括功能、結(jié)構(gòu)和生物分子組成的改變；同時(shí)神經(jīng)損傷后再生的過程中所需要的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)也依賴于胞體的合成。因此，我們以成年大鼠脊髓損傷作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷不可再生的模型、以坐骨神經(jīng)夾傷作為外周神經(jīng)系統(tǒng)損傷可再生的模型，對(duì)脊髓和坐骨神經(jīng)損傷后其相應(yīng)的神經(jīng)元胞體分布區(qū)神經(jīng)組織的變化差異從組織形態(tài)學(xué)、紅外光譜分析及基因表達(dá)譜差異分析等不同角度進(jìn)行了初步探討，研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)果如下： 在大

3、鼠脊髓半橫斷損傷模型中觀察到，與傷側(cè)脊髓對(duì)應(yīng)的皮層感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)神經(jīng)元呈現(xiàn)退行性改變：神經(jīng)元胞漿電子密度降低，細(xì)胞器明顯減少、變性；具有凋亡特征的細(xì)胞增加；神經(jīng)細(xì)胞周圍可見較多的“噬神經(jīng)節(jié)”現(xiàn)象。這些現(xiàn)象提示，中樞神經(jīng)元遠(yuǎn)端軸突損傷后，不僅會(huì)導(dǎo)致受損神經(jīng)元胞體的變化，也對(duì)其周圍的膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生影響；中樞神經(jīng)損傷后胞體的變化不僅是一種反應(yīng)性變化，很可能與再生障礙有關(guān)。 紅外光譜分析結(jié)果表明，中樞和外周神經(jīng)損傷后其胞體分布區(qū)神經(jīng)組織的核酸

4、和蛋白含量的變化規(guī)律不同：傷后早期，外周和中樞神經(jīng)損傷后其相應(yīng)胞體部位神經(jīng)組織RNA、DNA和蛋白質(zhì)的含量均增加；一周后，外周和中樞神經(jīng)元胞體分布區(qū)RNA、DNA和蛋白質(zhì)含量的變化規(guī)律不同：外周神經(jīng)元胞體RNA和DNA的含量仍較高，而中樞神經(jīng)傷側(cè)和對(duì)照側(cè)胞體RNA和DNA的含量接近，中樞和外周神經(jīng)元胞體蛋白含量變化相反。結(jié)果提示，中樞神經(jīng)和外周神經(jīng)損傷后其胞體分布區(qū)神經(jīng)組織的反應(yīng)性不同，這一差異可能與中樞和外周神經(jīng)損傷后再生能力的差異有

5、關(guān)。 分析脊髓和坐骨神經(jīng)損傷后胞體分布區(qū)神經(jīng)組織基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，大鼠脊髓和坐骨神經(jīng)元胞體分布區(qū)神經(jīng)組織的基因表達(dá)種類存在明顯的差異：相應(yīng)的皮層感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)基因表達(dá)數(shù)多于脊髓L4-6節(jié)段神經(jīng)組織；脊髓和坐骨神經(jīng)損傷后其相應(yīng)的神經(jīng)元胞體分布區(qū)神經(jīng)組織基因表達(dá)譜的變化規(guī)律不同：存在上、下調(diào)及反向調(diào)節(jié)三類基因。這些基因種類廣泛，包括與細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡、生長(zhǎng)因子及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能有關(guān)的基因。從分析的結(jié)果可以看出，正常狀況下中樞和外周

6、神經(jīng)系統(tǒng)控制神經(jīng)元生物學(xué)特性的基因表達(dá)模式存在差異；損傷后二者基因表達(dá)譜的差異提示，影響神經(jīng)再生過程的基因表達(dá)程序及分子調(diào)節(jié)機(jī)制不同。這些差異可能通過影響不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)不同的生理和病理過程，從而導(dǎo)致了中樞和外周神經(jīng)損傷后的不同結(jié)局。 對(duì)可再生和不可再生坐骨神經(jīng)損傷后脊髓相應(yīng)節(jié)段基因表達(dá)的差異進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，可再生神經(jīng)元胞體上調(diào)表達(dá)的基因與組織細(xì)胞的增殖(PCNA)、生長(zhǎng)(FRAG1，NCAM)及抗凋亡(Bcl-2)有關(guān)；而

7、不能再生的神經(jīng)元胞體的基因表達(dá)下調(diào)，與細(xì)胞對(duì)損傷刺激的反應(yīng)性下降有關(guān)。坐骨神經(jīng)結(jié)扎和脊髓半橫斷損傷均屬于不可再生模型，然而兩者胞體分布區(qū)表達(dá)變化的基因種類不一致。表明同類神經(jīng)元在受到不同損傷刺激及不同神經(jīng)元對(duì)同一種損傷刺激的反應(yīng)存在差異。由此看出，導(dǎo)致受損神經(jīng)不能再生的因素具有多樣性和復(fù)雜性。 本研究結(jié)果提示，在脊髓損傷后修復(fù)的研究中，不僅要注意損傷局部完整性的恢復(fù)，還應(yīng)重視對(duì)神經(jīng)元胞體的保護(hù)；在正常狀態(tài)和對(duì)損傷的反應(yīng)上，中樞和