減重步行訓(xùn)練對(duì)脊髓損傷大鼠腳橋核及巨細(xì)胞網(wǎng)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(dǎo)致患者損傷平面以下的運(yùn)動(dòng)、感覺、自主神經(jīng)及括約肌等的功能障礙;不僅給患者及其家庭帶來災(zāi)難性的影響，而且極大地增加社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，世界各地學(xué)者們都在積極尋找有效的治療方法，幫助SCI患者早日康復(fù)。
　　目前尚未能找到一種可以完全恢復(fù)SCI后患者各方面功能的治療方法。超過50％SCI患者存在運(yùn)動(dòng)功能障礙，其中步行能力障礙對(duì)患者的影

2、響尤為明顯。減重步行訓(xùn)練(Body Weight Support Treadmill Training，BWSTT)是一種針對(duì)下肢功能障礙，提高、改善步行能力的新的康復(fù)治療技術(shù)，動(dòng)物研究顯示這一康復(fù)治療技術(shù)可增強(qiáng)脊髓步行中樞模式發(fā)生器(central pattern generator，CPG)可塑性。然而，BWSTT對(duì)脊髓上神經(jīng)中樞的影響卻鮮有文獻(xiàn)報(bào)道，本研究將針對(duì)大鼠腳橋核和巨細(xì)胞網(wǎng)狀核這兩個(gè)特殊脊髓上神經(jīng)中樞結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，旨在1、

3、明確BWSTT對(duì)不完全脊髓損傷大鼠中腦腳橋核和巨細(xì)胞網(wǎng)狀核可塑性的影響;2、中腦腳橋核和巨細(xì)胞網(wǎng)狀核可塑性在不完全脊髓損傷大鼠運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)中的作用。
　　方法:
　　本研究包括兩部分實(shí)驗(yàn):1.實(shí)驗(yàn)一BWSTT對(duì)不完全脊髓損傷大鼠中腦運(yùn)動(dòng)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(xùn)練組和假手術(shù)組，每組10只，用美國(guó)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(jì)算機(jī)斷層顯像結(jié)合X射線計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）、免疫熒光染色及Basso Beattie Bresnahan Locomotor Rating Scale（BBB評(píng)分）觀察BWSTT對(duì)不完全脊髓損傷大鼠中腦運(yùn)動(dòng)區(qū)腳橋核可塑性變化和后肢運(yùn)動(dòng)功能的改善，以及兩者之間的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)二BWSTT對(duì)脊髓損傷大鼠延髓巨細(xì)胞網(wǎng)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(shù)組、BWSTT組和未訓(xùn)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(duì)BWSTT組利用電動(dòng)跑臺(tái)進(jìn)行減重步行訓(xùn)練干預(yù)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(yùn)動(dòng)功能評(píng)分觀察BWSTT對(duì)不完全脊髓損傷大鼠延髓巨細(xì)胞網(wǎng)狀核的可塑性變化，以及運(yùn)動(dòng)評(píng)分與該核團(tuán)可塑性變化的關(guān)系。
　　結(jié)果

6、:
　　第一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　　1.各組大鼠BBB評(píng)分BWSTT組大鼠的后肢運(yùn)動(dòng)功能BBB評(píng)分在造模后4周、7周兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的分值均較未訓(xùn)練組高(P＜0.05)。假手術(shù)組大鼠在造模后1周、4周、7周三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的BBB評(píng)分值(分別為20.67±0.52、21.00、21.00)均明顯高于訓(xùn)練組（分別為1.50±0.55、8.42±0.80、12.92±0.66）和未訓(xùn)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(xùn)練組18F-氟脫氧葡萄糖([18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG)的標(biāo)準(zhǔn)攝取值(standard uptake value，SUV)的平均值(1.94±0.63)較未訓(xùn)練組(1.82±0.19)增高，而且假手術(shù)組的SUV值(2.20±0.60)最高，但三組SUV值的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　3.各組大鼠腳橋核免

8、疫熒光染色神經(jīng)元特異性核抗原(neuron-specific nuclear，NeuN)免疫熒光染色檢測(cè)顯示訓(xùn)練組、未訓(xùn)練組、假手術(shù)組三組間大鼠腳橋核的神經(jīng)元數(shù)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，而腳橋核2型囊泡膜谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(vesicular glutamate transporter2，VGLUT2)的積分光密度值(integrated optical density，IOD)比較，假手術(shù)組IOD表達(dá)最高，訓(xùn)練組較未訓(xùn)練組明顯增強(qiáng)

9、(P＜0.01)。
　　4.腳橋核與運(yùn)動(dòng)功能的相關(guān)分析不完全脊髓損傷大鼠腳橋核VGLUT2的IOD值與BBB評(píng)分之間存在明顯的相關(guān)性(r=0.989，P＜0.01)，BWSTT組大鼠的后肢運(yùn)動(dòng)功能隨中腦腳橋核谷氨酸能神經(jīng)遞質(zhì)表達(dá)增強(qiáng)而提高。
　　第二部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　　1.減重步行訓(xùn)練對(duì)各組大鼠BBB評(píng)分的影響造模后第28天，BWSTT組大鼠BBB評(píng)分(8.38±0.74)與未訓(xùn)練組(6.67±0.58)比較出現(xiàn)顯著差

10、異(P＜0.05)，訓(xùn)練組的后肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)明顯優(yōu)于未訓(xùn)練組，假手術(shù)組大鼠四肢、軀干及尾部運(yùn)動(dòng)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(xiàn)，假手術(shù)組脊髓切片腹、背側(cè)解剖結(jié)構(gòu)完整，脊髓灰、白質(zhì)中細(xì)胞形態(tài)正常，無明顯神經(jīng)元水腫、萎縮;未訓(xùn)練組大鼠損傷段脊髓背側(cè)解剖結(jié)構(gòu)紊亂，存在出血和空洞，背側(cè)和腹側(cè)脊髓灰質(zhì)中神經(jīng)細(xì)胞萎縮、水腫，背側(cè)較明顯;BWSTT組大鼠脊髓解剖結(jié)構(gòu)較完整，仍可見局部出血和空洞，但程度較未訓(xùn)練組輕。

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

12、3±376.51)次之，未訓(xùn)練組(977.38±246.36)最低，三組之間的比較都存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。
　　5.延髓巨細(xì)胞網(wǎng)狀與運(yùn)動(dòng)功能的相關(guān)分析不完全脊髓損傷大鼠巨細(xì)胞網(wǎng)狀核IOD值與BBB評(píng)分之間存在明顯的相關(guān)性(r=0.975，P＜0.01)。
　　結(jié)論:
　　1.不完全脊髓損傷后，中腦運(yùn)動(dòng)區(qū)腳橋核和延髓巨細(xì)胞網(wǎng)狀核神經(jīng)元可塑性降低。
　　2.BWSTT能夠促進(jìn)不完全性脊髓損傷大鼠后肢運(yùn)動(dòng)