运动训练对胸髓损伤大鼠远端腰髓的影响及其机制研究

发布时间：2017-12-02 08:21

  本文关键词：运动训练对胸髓损伤大鼠远端腰髓的影响及其机制研究

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【摘要】：背景：既往及我们前期课题研究结果表明,运动训练可以促进脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)大鼠运动功能恢复,并影响损伤远端脊髓形态学及分子学改变,增加了对远端脊髓的保护,但运动后损伤脊髓远端的改变与运动功能改善的关系尚不清楚。目的：观察不完全性胸髓损伤大鼠运动训练后损伤脊髓远端(腰髓)在运动功能恢复中的作用。方法：48只SD大鼠被随机分为假手术组(Con-Sed组)、假手术+运动组(Con-TT组)、脊髓损伤组(SCI-Sed组)、脊髓损伤+运动组(SCI-TT组)。前两组进行假手术,后两组制作iSCI模型(T10椎体水平),手术1周后开始对运动的两组大鼠进行为期4周的减重平板训练,第5周末所有大鼠进行完全性脊髓横断术(T8椎体水平)。分别于损伤前,iSCI后第2、7、14、21、28、35天及横断术后第2天对各组大鼠进行BBB评分及斜板评分,脊髓横断术后第2天处死各组大鼠并取L3-L6段脊髓。采用尼式染色观察腰段脊髓运动神经元形态及数量变化,采用蛋白免疫印迹及免疫荧光检测腰髓内脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体(TrkB)表达。结果：1)运动功能评定(BBB评分、斜板试验)结果显示大鼠胸髓损伤后运动功能随病程有一定自然恢复能力,并且运动训练可以增加运动功能恢复程度；特别是运动训练后的iSCI大鼠在脊髓全横断后仍保留较好的后肢运动功能,而未经训练的大鼠运动功能基本丧失。2)腰髓尼式染色结果显示大鼠胸髓损伤后腰段脊髓运动神经元可发生继发性损伤(形态异常、数量减少),通过运动训练可以减轻继发性损伤；3)腰髓蛋白免疫印迹及免疫荧光结果显示,大鼠胸髓损伤后腰髓内BDNF表达升高,TrkB无明显变化。运动训练后腰髓内BDNF升高程度更明显,TrkB表达也开始升高。结论：运动训练可以减轻胸髓损伤大鼠远端腰髓运动神经元继发性损伤,促进腰髓内BDNF及TrkB表达,运动训练诱发的损伤脊髓远端的变化在胸髓损伤大鼠运动功能恢复中起重要作用。背景：本课题第一部分的研究表明,运动训练可以促进SCI后的远端脊髓BDNF及TrkB表达,减轻损伤远端脊髓继发性损伤,促进远端脊髓控制下肢运动。但运动训练通过什么途径影响损伤远端脊髓仍不明确。骨骼肌的收缩活动是运动训练过程重要组成部分之一,其是否影响SCI后远端脊髓一系列变化尚待研究。目的：本研究主要利用A型肉毒毒素(botulinum toxinA,BTX-A)阻滞胸髓损伤大鼠腓肠肌神经肌接头活动,观察神经肌肉活动性的阻断是否会影响运动功能的改善和BDNF、TrkB的表达,从而探讨运动训练对脊髓功能影响的作用途径和机制。方法：48只雌性SD大鼠制作不完全胸髓损伤模型后,随机分为未运动+生理盐水注射组(Sed-NS组)、运动+生理盐水注射组(TT-NS组)、未运动+BTX-A注射组(Sed-BTX组)及运动+BTX-A注射组(TT-BTX组),并对腓肠肌进行BTX-A或生理盐水注射。手术1周后开始对运动的两组大鼠进行为期4周的减重平板训练,训练结束后同一时间点处死所有大鼠取材。比较整个实验过程中各组大鼠运动功能(斜板试验、足趾外展试验),腓肠肌形态及电生理,腰髓内BDNF及TrkB的表达。结果：1)运动功能评定(斜板试验、足趾外展试验)结果显示BTX-A降低了运动训练对SCI大鼠运动功能的改善作用。2)腓肠肌病理组织学及电生理结果显示BTX-A注射后腓肠肌发生明显的萎缩(质量及肌纤维横截面积下降)、腓肠肌活动性下降(CAMP振幅下降)。3)免疫学结果显示： BTX-A抑制运动训练对SCI大鼠远端脊髓内BDNF、TrkB表达的促进作用；荧光金逆行性示踪结果显示BDNF、TrkB的表达下降在支配腓肠肌的运动神经元内更明显。结论：BTX-A抑制运动训练对SCI大鼠的运动功能改善,加重了阻滞肌的萎缩,抑制了运动训练对脊髓损伤远端BDNF、TrkB表达的促进作用。由此证明外周骨骼肌-运动神经-脊髓逆向传导通路在脊髓损伤功能恢复中发挥重要作用,维持神经肌肉活动性是运动训练促进SCI功能恢复的重要基础。
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R87

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