透視肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子修復(fù)論文
時(shí)間:2022-07-16 08:53:00
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【摘要目的摘要:觀察肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(MDNF)對(duì)大鼠四周神經(jīng)損傷修復(fù)的影響.方法摘要:從成鼠骨骼肌中提取出MDNF,取10μLMDNF(0.1mg/L)注射到大鼠坐骨神經(jīng)損傷段為實(shí)驗(yàn)組,同時(shí)設(shè)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組(注射生理鹽水)和正常對(duì)照組.術(shù)后20d用辣根過氧化物酶示蹤法(HRP)、尼氏染色法、非凡三色染色法對(duì)再生神經(jīng)進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察和計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì).結(jié)果摘要:注射MDNF的四周神經(jīng)損傷部有再生的神經(jīng)纖維通過;MDNF組的再生神經(jīng)在形態(tài)學(xué)及計(jì)量學(xué)上均優(yōu)于生理鹽水組.結(jié)論摘要:肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)四周神經(jīng)損傷后的修復(fù)有較好的促進(jìn)功能.
【神經(jīng)生物學(xué);肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子;四周神經(jīng)損傷;四周神經(jīng)再生;辣根過氧化物酶;大鼠
0引言
四周神經(jīng)系統(tǒng)具有一定的再生能力.但是,無論怎樣精確的神經(jīng)修復(fù),其功能都很難再恢復(fù)到損傷前的水平[1].通過提高外科手術(shù)技術(shù)、電或磁的刺激[2]、組織的摘除以及雪旺氏細(xì)胞的巧妙處理等方法來促進(jìn)四周神經(jīng)損傷后的修復(fù)工作已做了很多.最近,對(duì)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分子通路以及生理功能的理解有了重大的進(jìn)展.這些因子包括神經(jīng)生長(zhǎng)因子、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子3,4,5,6以及膠質(zhì)源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等等,它們影響著不同的神經(jīng)細(xì)胞亞群,在中樞和四周神經(jīng)系統(tǒng)中均有著復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)功能.許多探究表明,骨骼肌組織中也存在著對(duì)神經(jīng)元有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì).Oppenheim等將從大鼠的這種物質(zhì)中分離出的Mr為10000~30000組份蛋白命名為“肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子”(musclederivedneurotrophicfactor,MDNF),它能促進(jìn)胚胎脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元生長(zhǎng),并對(duì)其損傷具有保護(hù)功能[3].我們通過辣根過氧化物酶示蹤法、尼氏染色法、非凡三色染色法觀察MDNF對(duì)坐骨神經(jīng)損傷后修復(fù)的影響.
1材料和方法
1.1材料
Wistar大鼠(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物中心提供);Tyrode溶液,低溫高速離心機(jī)(上海華亭TGL16G);中空纖維超濾器(UltrafiltrationwiththePorousFibertubers,北京宣武超濾設(shè)備廠);電腦自動(dòng)記錄儀記錄(上海滬西儀器廠);電泳儀(北京六一電泳儀器廠);HRP(中山公司).
1.2方法
1.2.1成鼠MDNF的制備用80只成年Wistar大鼠,切取四肢,在手術(shù)顯微鏡下剝離骨骼肌組織塊.骨骼肌組織用Tyrode溶液浸泡(1∶5)后,再經(jīng)超聲粉碎、低溫高速離心30min得上清液.經(jīng)中空纖維超濾器截取Mr為10000~50000的蛋白液,然后在層析柜內(nèi)過交聯(lián)葡聚糖(Sephadex)G75(Pharmacia產(chǎn)品)層析柱,柱長(zhǎng)1m,用PBS平衡液洗脫,流速為0.3mL/min,自動(dòng)收集器收集,紫外檢測(cè),波長(zhǎng)280nm,電腦自動(dòng)記錄儀記錄.層析預(yù)截取的Mr10000~30000洗脫液經(jīng)冷凍干燥后,進(jìn)行十二烷基硫酸鈉(SDS)聚丙烯酰胺梯度凝膠,中范圍分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)蛋白做對(duì)照(Pharmacia).電壓150V,0.5~1h,硝酸銀染色.
1.2.2動(dòng)物分組及手術(shù)方法雄性健康Wister大鼠18只,體質(zhì)量250g左右,隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組、實(shí)驗(yàn)對(duì)照組和正常對(duì)照組,每組6只.用異戊巴比妥鈉麻醉劑腹腔注射麻醉(2.5mL/kg),于大鼠右側(cè)股后部正中切口,在手術(shù)顯微鏡下解剖坐骨神經(jīng),自梨狀肌下緣夾傷坐骨神經(jīng)30s,直至夾傷段僅有透明的神經(jīng)外膜.實(shí)驗(yàn)組用100mg/L的MDNF10μL注入夾傷處,實(shí)驗(yàn)對(duì)照組注射生理鹽水10μL.正常對(duì)照組未經(jīng)任何注射,術(shù)后各組大鼠按常規(guī)飼養(yǎng)20d.
1.2.3檢測(cè)方法①HRP示蹤試驗(yàn)摘要:各組隨機(jī)抽取大鼠2只,于夾傷處遠(yuǎn)端4mm處的坐骨神經(jīng)干注入150g/L的HRP溶液10μL,縫合好傷口,繼續(xù)飼養(yǎng)72h,多聚甲醛灌注后取腰段脊髓固定,振動(dòng)切片,進(jìn)行四甲基聯(lián)苯胺法染色,觀察各組HRP標(biāo)記的情況.②Nissl染色摘要:各組大鼠剩余的4只用多聚甲醛灌注,取脊髓腰段,石蠟包埋,切片,展片后進(jìn)行尼氏染色,觀察神經(jīng)元胞體數(shù).③非凡三色染色摘要:各組大鼠剩余的4只用多聚甲醛灌注后,取坐骨神經(jīng)夾傷段、坐骨神經(jīng)夾傷遠(yuǎn)端、近端,石蠟包埋連續(xù)切片,夾傷段縱切,遠(yuǎn)、近端既縱切,又橫切,觀察神經(jīng)再生、髓鞘形成情況,計(jì)量學(xué)分析遠(yuǎn)、近端的軸索數(shù),遠(yuǎn)端的軸索直徑和髓鞘厚度.
2結(jié)果
2.1HRP示蹤試驗(yàn)MDNF組HRP標(biāo)記神經(jīng)元數(shù)和其余二組均有顯著性差異(P%26lt;0.01,表1).
2.2Nissl染色Nissl染色后,實(shí)驗(yàn)組脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組有差異(P%26lt;0.05),兩組和正常對(duì)照組均有顯著性差異(P%26lt;0.01,表1).表1HRP標(biāo)記和Nissl染色脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元數(shù)據(jù)(略)
2.3非凡三色染色實(shí)驗(yàn)組和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組坐骨神經(jīng)夾傷20d時(shí),兩組坐骨神經(jīng)夾傷段的遠(yuǎn)端、近端都不同程度地發(fā)生了Waller變性.實(shí)驗(yàn)組(圖1,2)和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組(圖3)近端的神經(jīng)纖維損傷分別比遠(yuǎn)端輕.在近端橫切面中還能看到大量的正常的有髓神經(jīng)纖維,軸索被染為綠色點(diǎn)狀,軸索四面的髓鞘被染成紅色(圖1);縱切面中能見到大量的正常有髓神經(jīng)纖維,染成紅色的為髓鞘,在紅色髓鞘的中間有一條綠色的細(xì)線為軸索,縱切面中也能見到正在變性和已變性的沒被染成紅色的神經(jīng)纖維(圖2,3).在變性的神經(jīng)纖維神經(jīng)膜管的內(nèi)面還能見到少量的Schwann細(xì)胞(圖2).實(shí)驗(yàn)組(圖1)、正常對(duì)照組(圖4)、實(shí)驗(yàn)對(duì)照組近端軸索數(shù)沒有差異(表2).表2有髓神經(jīng)纖維組織形態(tài)學(xué)分析結(jié)果(略)
實(shí)驗(yàn)組(圖5,6)和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組(圖7,8)遠(yuǎn)端的神經(jīng)纖維損傷很重.在實(shí)驗(yàn)對(duì)照組橫切面上(圖7)能見到大量的變性神經(jīng)纖維,綠色點(diǎn)狀軸索和紅色髓鞘少見;在實(shí)驗(yàn)組(圖5)也能見到變性神經(jīng)纖維,但綠色軸索和紅色髓鞘較多.在縱切面上,實(shí)驗(yàn)組(圖6)神經(jīng)纖維因損傷髓鞘腔崩解,髓鞘斷裂成為分節(jié)狀結(jié)構(gòu),在神經(jīng)膜區(qū)域內(nèi)仍可見大量塊狀髓鞘碎片,神經(jīng)膜管有的萎縮、變窄,大量的Schwann細(xì)胞在神經(jīng)膜管的內(nèi)面形成Büngner帶;實(shí)驗(yàn)對(duì)照組(圖8)神經(jīng)纖維髓鞘碎片已不成塊狀,呈松馳狀,大部分都已消失,神經(jīng)膜管都已萎縮、變窄,大量的Schwann細(xì)胞在神經(jīng)膜管的內(nèi)面形成Büngner帶.實(shí)驗(yàn)組和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組遠(yuǎn)端軸索數(shù)、軸索直徑和髓鞘厚度有差異(P%26lt;0.05),兩組均和正常對(duì)照組有顯著性差異(P%26lt;0.01).實(shí)驗(yàn)組損傷段(圖9,10)縱切面上能見到許多髓鞘腔和Schwann細(xì)胞,一些髓鞘腔內(nèi)有少量的紅色的髓鞘(圖10);對(duì)照實(shí)驗(yàn)組損傷段(圖11,12)縱切面上幾乎見不到髓鞘腔和髓鞘,大多是疤痕、結(jié)締組織和變性的神經(jīng)纖維.
3討論
神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展和維持依靠著神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子.最初,人們只注重神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)神經(jīng)細(xì)胞損傷后的修復(fù)功能,而很少留意它們對(duì)四周神經(jīng)再生的影響.圖1實(shí)驗(yàn)組近端坐骨神經(jīng)(綠色點(diǎn)狀為軸索
近10余年來,出現(xiàn)了一大批有關(guān)MDNF的探究證實(shí)MDNF對(duì)神經(jīng)元具有促進(jìn)生長(zhǎng)、減少死亡等功能.現(xiàn)已證實(shí),大鼠MDNF對(duì)神經(jīng)細(xì)胞凋亡有很好的抑制功能,它不但能夠拯救胎齡6~9d凋亡期的1/4運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元不死亡,而且?guī)缀蹩墒剐律笄袛嗪蟮倪\(yùn)動(dòng)神經(jīng)元全部存活.大鼠MDNF是否也象其他神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子一樣對(duì)四周神經(jīng)損傷后的修復(fù)有促進(jìn)功能呢?本實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn),坐骨神經(jīng)損傷后,經(jīng)MDNF孵育的實(shí)驗(yàn)組遠(yuǎn)端在軸索數(shù)、軸索直徑和髓鞘厚度均高于實(shí)驗(yàn)對(duì)照組.在四周神經(jīng)中,髓鞘厚度、軸索直徑、軸索數(shù)被用來評(píng)價(jià)神經(jīng)再生[4].結(jié)果說明,MDNF對(duì)四周神經(jīng)損傷后的再生有促進(jìn)功能.探究還發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)組HRP標(biāo)記的神經(jīng)元數(shù)以及Nissl染色的神經(jīng)元數(shù)均比實(shí)驗(yàn)對(duì)照組高;非凡三色染色中,實(shí)驗(yàn)組坐骨神經(jīng)損傷段遠(yuǎn)端縱切面上仍有大量的塊狀髓鞘碎片,而實(shí)驗(yàn)對(duì)照組中髓鞘碎片大部分消失,且實(shí)驗(yàn)組坐骨神經(jīng)損傷段有新生的髓鞘生成.結(jié)果說明,MDNF對(duì)四周神經(jīng)損傷的修復(fù)有促進(jìn)功能.但另一方面,實(shí)驗(yàn)組的髓鞘厚度、軸索直徑、軸索數(shù)、HRP標(biāo)記的神經(jīng)元數(shù)、Nissl染色的神經(jīng)元數(shù)均低于正常對(duì)照組,MDNF對(duì)四周神經(jīng)損傷的修復(fù)也是不完全的.肌源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)四周神經(jīng)再生有促進(jìn)功能,至于MDNF是如何促進(jìn)四周神經(jīng)再生以及其促進(jìn)再生的發(fā)生率均有待于進(jìn)一步探究.
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