减重步行训练对脊髓损伤大鼠脚桥核及巨细胞网状核的可塑性影响

发布时间：2018-03-10 11:24

本文选题：不完全脊髓损伤　切入点：减重步行训练　出处：《南方医科大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：研究背景及目的脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种高致残率的疾病,常导致患者损伤平面以下的运动、感觉、自主神经及括约肌等的功能障碍;不仅给患者及其家庭带来灾难性的影响,而且极大地增加社会的经济负担。因此,世界各地学者们都在积极寻找有效的治疗方法,帮助SCI患者早日康复。目前尚未能找到一种可以完全恢复SCI后患者各方面功能的治疗方法。超过50%SCI患者存在运动功能障碍,其中步行能力障碍对患者的影响尤为明显。.减重步行训练(Body Weight Support Treadmill Training,BWSTT)是一种针对下肢功能障碍,提高、改善步行能力的新的康复治疗技术,动物研究显示这一康复治疗技术可增强脊髓步行中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)可塑性。然而,BWSTT对脊髓上神经中枢的影响却鲜有文献报道,本研究将针对大鼠脚桥核和巨细胞网状核这两个特殊脊髓上神经中枢结构进行探索,旨在1、明确BWSTT对不完全脊髓损伤大鼠中脑脚桥核和巨细胞网状核可塑性的影响;2、中脑脚桥核和巨细胞网状核可塑性在不完全脊髓损伤大鼠运动功能恢复中的作用。方法本研究包括两部分实验:1.实验一 BWSTT对不完全脊髓损伤大鼠中脑运动区脚桥核可塑性变化:将3月龄雌性SD大鼠30只,体重250-280g,分为BWSTT组、未训练组和假手术组,每组10只,用美国NYU脊髓冲击损伤仪制作大鼠T10脊髓不完全损伤模型。采用正电子发射型电子计算机断层显像结合X射线计算机断层成像技术(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)、免疫荧光染色及 Basso Beattie Bresnahan Locomotor Rating Scale(BBB 评分)观察BWSTT对不完全脊髓损伤大鼠中脑运动区脚桥核可塑性变化和后肢运动功能的改善,以及两者之间的关系。2.实验二BWSTT对脊髓损伤大鼠延髓巨细胞网状核可塑性变化:将45只雌性SD大鼠,体重为250-280g,分为假手术组、BWSTT组和未训练组。继续利用NYU脊髓打击器制作不完全脊髓损伤模型,对BWSTT组利用电动跑台进行减重步行训练干预6周,并采用免疫荧光染色、苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE)、尼氏染色及BBB运动功能评分观察BWSTT对不完全脊髓损伤大鼠延髓巨细胞网状核的可塑性变化,以及运动评分与该核团可塑性变化的关系。结果第一部分实验结果:1.各组大鼠BBB评分BWSTT组大鼠的后肢运动功能BBB评分在造模后4周、7周两个时间点的分值均较未训练组高(P0.05)。假手术组大鼠在造模后1周、4周、7周三个时间点的BBB评分值(分别为20.67±0.52、21.00、21.00)均明显高于训练组(分别为1.50±0.55、8.42±0.80、12.92±0.66)和未训练组(分别为 1.83±0.75、7.17±0.41、10.08±0.58;P0.01)。2.各组大鼠脚桥核代谢虽然训练组18F-氟脱氧葡萄糖([18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose,18F-FDG)的标准摄取值(standard uptake value,SUV)的平均值(1.94±0.63)较未训练组(1.82±0.19)增高,而且假手术组的SUV值(2.20±0.60)最高,但三组SUV值的差异不具有统计学意义(P0.05)。3.各组大鼠脚桥核免疫荧光染色神经元特异性核抗原(neuron-specific nuclear,NeuN)免疫荧光染色检测显示训练组、未训练组、假手术组三组间大鼠脚桥核的神经元数量差异无统计学意义(P0.05),而脚桥核2型囊泡膜谷氨酸转运体(vesicular glutamate transporter 2,VGLUT2)的积分光密度值(integrated optical density,IOD)比较,假手术组IOD表达最高,训练组较未训练组明显增强(P0.01)。4.脚桥核与运动功能的相关分析不完全脊髓损伤大鼠脚桥核VGLUT2的IOD值与BBB评分之间存在明显的相关性(r=0.989,P0.01),BWSTT组大鼠的后肢运动功能随中脑脚桥核谷氨酸能神经递质表达增强而提高。第二部分实验结果:1.减重步行训练对各组大鼠BBB评分的影响造模后第28天,BWSTT组大鼠BBB评分(8.38±0.74)与未训练组(6.67±0.58)比较出现显著差异(P0.05),训练组的后肢运动功能恢复明显优于未训练组,假手术组大鼠四肢、躯干及尾部运动功能完全正常。2.脊髓HE染色损伤段脊髓切片HE染色发现,假手术组脊髓切片腹、背侧解剖结构完整,脊髓灰、白质中细胞形态正常,无明显神经元水肿、萎缩;未训练组大鼠损伤段脊髓背侧解剖结构紊乱,存在出血和空洞,背侧和腹侧脊髓灰质中神经细胞萎缩、水肿,背侧较明显;BWSTT组大鼠脊髓解剖结构较完整,仍可见局部出血和空洞,但程度较未训练组轻。3.延髓巨细胞网状核尼氏染色延髓巨细胞网状核尼氏染色观察到,假手术组(161.71 ±9.55)、BWSTT 组(167.14±7.65)和未训练组(164.71± 13.03)三组间在神经元数量上未见统计学差异(P0.05),三组间巨细胞网状核神经元形态也未见显著变化。4.延髓巨细胞网状核免疫荧光染色此核团VGLUT2免疫荧光染色显示,假手术组的IOD(3138.88±312.45)最高,BWTT组(1944.23±376.51)次之,未训练组(977.38±246.36)最低,三组之间的比较都存在显著统计学差异(P0.05)。5.延髓巨细胞网状与运动功能的相关分析不完全脊髓损伤大鼠巨细胞网状核IOD值与BBB评分之间存在明显的相关性(r=0.975,P0.01)。结论1.不完全脊髓损伤后,中脑运动区脚桥核和延髓巨细胞网状核神经元可塑性降低。2.BWSTT能够促进不完全性脊髓损伤大鼠后肢运动功能恢复;3.BWSTT可提高中脑运动区脚桥核和延髓巨细胞网状核神经元可塑性,促进VGLUT2表达;4.BWSTT促进不完全性脊髓损伤大鼠后肢运动功能恢复机制与中脑运动区脚桥核和延髓巨细胞网状核神经元可塑性增强有关,中脑运动区脚桥核和延髓巨细胞网状核神经元可能通过对脊髓CPG的调控来促进脊髓损伤大鼠后肢运动功能恢复。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R651.2

【参考文献】