骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)BDNF基因修飾后移植治療大鼠半橫斷脊髓損傷的電生理研究

紀(jì)萌，劉玉秋，趙京杰，金成文，李鑫，魏志新，王曉萃

(1.濰坊醫(yī)學(xué)院,濰坊 261053;2.濰坊醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室,濰坊 261053;

3.濰坊醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,濰坊 261053;4.濰坊醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室,濰坊 261053)

研究報告

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)BDNF基因修飾后移植治療大鼠半橫斷脊髓損傷的電生理研究

紀(jì)萌1，劉玉秋1，趙京杰1，金成文2，李鑫2，魏志新3，王曉萃4

(1.濰坊醫(yī)學(xué)院,濰坊 261053;2.濰坊醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)實(shí)驗(yàn)室,濰坊 261053;

3.濰坊醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,濰坊 261053;4.濰坊醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室,濰坊 261053)

目的采用電生理的研究方法,觀察腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)基因修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對脊髓損傷的修復(fù)作用。方法隨機(jī)將大鼠分成3組:空白組10只(只切除椎板,暴露脊髓硬脊膜);SCI組10只;SCI術(shù)后細(xì)胞移植組10只;從以上三組大鼠隨機(jī)抽取8只于細(xì)胞移植后1 d、7 d、14 d、21 d、30 d、60 d進(jìn)行SEP(皮層體感誘發(fā)電位)、MEP(運(yùn)動誘發(fā)電位)等電生理檢測技術(shù),并觀察大鼠的運(yùn)動評分恢復(fù)程度。結(jié)果細(xì)胞移植4d后,大鼠飲食和活動開始增加;后肢變化過程如下:損傷后1～4 d損傷側(cè)后肢遲緩性癱瘓,拖地行走,損傷對側(cè)后肢由損傷初期的運(yùn)動減弱逐漸恢復(fù),損傷后5～9 d損傷側(cè)后肢痙攣性癱瘓;10～14 d損傷側(cè)下肢恢復(fù)少量活動,損傷對側(cè)后肢恢復(fù)至較損傷前稍弱的狀態(tài);15～21 d損傷側(cè)后肢活動能力較之前有明顯改善,至30 d損傷側(cè)后肢活動能力及肌張力恢復(fù)程度最明顯,30 d以后無更明顯改善。免疫組化發(fā)現(xiàn)損傷處誘導(dǎo)標(biāo)記的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞存活,行為學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞移植改善了損傷大鼠運(yùn)動能力。結(jié)論骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)BDNF基因修飾后可以促進(jìn)脊髓損傷大鼠的神經(jīng)再生及部分傳導(dǎo)功能恢復(fù)。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞;BDNF基因;脊髓損傷;電生理

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)經(jīng)多年的研究被證實(shí)具有多向分化潛能。離體培養(yǎng)BMSCs并使之增殖并分化為神經(jīng)細(xì)胞成為目前的研究熱點(diǎn)。脊髓損傷(spinal cord injury, SCI)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種嚴(yán)重的創(chuàng)傷性疾病,脊髓損傷后神經(jīng)纖維難以再生是導(dǎo)致?lián)p傷后修復(fù)困難的重要原因。神經(jīng)纖維再生障礙的主要原因是損傷形成了一個不利于軸突生長的微環(huán)境,通常會引起抑制軸突生長和促進(jìn)軸突生長因素之間的失衡。因而,對脊髓損傷后神經(jīng)保護(hù)及再生方面仍是一個難題和亟待解決的問題,選擇合適的治療手段來促進(jìn)脊髓損傷后的修復(fù)是治療脊髓損傷的重要方法。本研究目的是將BDNF基因修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植到大鼠損傷脊髓內(nèi),探討細(xì)胞移植治療脊髓損傷的是否可行,運(yùn)用體感誘發(fā)電位技術(shù)(somatosensory evoked potential,SEP)和運(yùn)動誘發(fā)電位(motor evoked potential,MEP)技術(shù)等電生理檢測手段來觀察實(shí)驗(yàn)效果,為骨髓干細(xì)胞移植治療脊髓損傷將來應(yīng)用于臨床提供可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試劑與儀器

青鏈霉素混合液(中杉金橋,中國北京)、BTX ECM830電轉(zhuǎn)染系統(tǒng)(BTX公司,美國)、無支原體胎牛血清(杭州四季青,中國浙江)、G418(Amresco公司,美國)、L-glucose DMEM培養(yǎng)基、胰蛋白酶(Sigma,美國)、膠原酶Ⅳ(Sigma,美國)、倒置顯微鏡(O-lympus,日本)、細(xì)胞培養(yǎng)箱(Thermo公司,美國)。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動物

清潔級成年SD大鼠30只,雌雄不拘,體重250～270 g,購自山東中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心【SCXK (魯)2011-0003】。隨機(jī)將大鼠分成3組:空白組10只(只切除椎板,暴露脊髓硬脊膜);SCI組10只(進(jìn)行SEP、MEP)檢測;SCI術(shù)后細(xì)胞移植組10只;從每組中隨機(jī)抽取8只于細(xì)胞移植后1 d、7 d、14 d、21 d、30 d、60 d進(jìn)行檢測。具體操作參考［5］。

1.2 方法

1.2.1 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)方法、大鼠脊髓半橫斷損傷模型制作方法詳見［1-2］。

1.2.2 p IRESneo-EGFP-BDNF質(zhì)粒轉(zhuǎn)染骨髓MSCs

待第3代骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞細(xì)胞融合度達(dá)到50%～60%時,PBS沖洗三遍,0.125%胰酶,37℃消化3 min,L-DMEM完全培養(yǎng)基終止消化,1000 r/min,離心5 min,依照NeuroPORT-ERTM轉(zhuǎn)染試劑(購自BTX公司)說明書設(shè)置電轉(zhuǎn)化參數(shù):電壓280 V,時間20 ms,攜帶BDNF基因的質(zhì)粒pIRESneo-EGFP-BDNF轉(zhuǎn)染骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,轉(zhuǎn)染后培養(yǎng)72 h,再用含100μg/mL G418的15%胎牛血清L-DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,48 h換液,加維持量G418篩選10～14 d, 15%FBSL-DMEM完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)7 d,倒置顯微鏡下觀察轉(zhuǎn)染細(xì)胞形態(tài)。

1.2.3 細(xì)胞移植及其組織學(xué)觀察

用微量注射器抽取經(jīng)BrdU標(biāo)記的總細(xì)胞數(shù)約為6×105細(xì)胞懸液,將針頭以45度斜角向下緩慢注入到脊髓損傷臨近區(qū)域的灰白質(zhì)交界處(約距脊髓表面0.5 mm),注射時間約持續(xù)l0 min,注射完畢留針5 min,針取出后,注射孔用醫(yī)用生物蛋白膠封閉。對照組按照同樣操作步驟注射與細(xì)胞懸液等量PBS緩沖液。電生理檢測后(1 d、7 d、14 d、21 d、30 d、60 d)灌注固定觀察移植后細(xì)胞存活情況(另文報道)。

1.2.4 皮層體感誘發(fā)電位(SEP)檢查

造模前從各組隨機(jī)抽取8只,對造模前以及造模后1 d、7 d、14 d、21 d、30 d、60 d行CSEP檢查。動物用10%水合氯醛(3 mL/kg)腹腔注射致淺麻醉狀態(tài):角膜反射消失,呼吸勻稱,節(jié)律規(guī)整。俯臥位固定于立體定位架上,先暴露大鼠右側(cè)大腦感覺皮層,并在其表面安置記錄電極,左額皮下插入?yún)⒖茧姌O;再分離暴露大鼠左側(cè)坐骨神經(jīng),將坐骨神經(jīng)置于勾狀雙極電極,周圍用石蠟油棉球包裹絕緣。坐骨神經(jīng)給予電刺激,刺激強(qiáng)度5.0 V,波形寬度0.1 ms,刺激頻率10 Hz。濾波帶通300 Hz,串刺激10次,信號經(jīng)放大器放大后,電腦采集并儲存待分析。

1.2.5 運(yùn)動誘發(fā)電位(MEP)檢查

造模前從各組隨機(jī)抽取8只,對造模前以及造模后1 d、7 d、14 d、21 d、30 d、60 d行MEP檢測。10%水合氯醛(3 mL/kg)腹腔注射麻醉大鼠,具體操作方法同上。待大鼠麻醉后,俯臥位固定于立體定位架上。暴露右側(cè)大腦感覺運(yùn)動皮層將一枚銀球電極(陰極)置于其上,T12脊髓背側(cè)硬膜表面放置記錄電極;另外在硬腭黏膜下(陽極)和T12鄰近椎旁肌肉放置參考電極,接地電極置于大鼠頸部皮下。給予皮層單個電刺激,刺激強(qiáng)度5.0 V,波幅寬度0.1 ms,刺激頻率10 Hz,每次記錄10個完整波形,放大器放大信號后收集儲存待分析。

1.2.6 運(yùn)動功能評分(BBB評分)

造模結(jié)束后由不知情者按以下評分標(biāo)準(zhǔn)對各組各時間點(diǎn)動物損傷側(cè)后肢運(yùn)動功能進(jìn)行評價。評分標(biāo)準(zhǔn):損傷側(cè)沒有運(yùn)動,且該側(cè)后肢肌力為零記為0分;損傷側(cè)后肢有輕微運(yùn)動,但不能負(fù)重記為1分;損傷側(cè)后肢有明顯運(yùn)動,但不能負(fù)重記為2分;損傷側(cè)能行走數(shù)步,但不持久記為3分;能緩慢行走,但步態(tài)不穩(wěn)記為4分;正常行走記為5分。

1.2.7 統(tǒng)計學(xué)處理

記錄各組BBB評分、SEP及MEP數(shù)據(jù),分別采用SPSS 17.0軟件包處理,樣本均數(shù)采用(±s)表示,采用重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析各組數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

2.1 大鼠骨髓MSCs的形態(tài)學(xué)觀察及鑒定

全骨髓接種到培養(yǎng)瓶中,5%CO2培養(yǎng)箱連續(xù)培養(yǎng)7 d,除去培養(yǎng)液中懸浮細(xì)胞,只留貼壁的圓形細(xì)胞,此細(xì)胞即為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,新生的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞折光能力很強(qiáng);隨著換液,細(xì)胞逐漸呈集落性生長(圖1A),細(xì)胞形態(tài)也開始發(fā)生變化,由最初的類圓形轉(zhuǎn)變近似梭型,大約取材后的12 d左右,原代細(xì)胞增殖至密度大于85%,即可進(jìn)行細(xì)胞傳代。

2.2 BDNF基因修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的形態(tài)學(xué)觀察

第三代骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)轉(zhuǎn)染后,大部分細(xì)胞形態(tài)較一致,但是部分細(xì)胞死亡。沒有成功轉(zhuǎn)染基因的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在G418篩選的過程中逐漸死亡,轉(zhuǎn)染成功的細(xì)胞生長狀態(tài)良好(圖1B,彩插13)。細(xì)胞轉(zhuǎn)染后,細(xì)胞數(shù)量較轉(zhuǎn)染前減少,生長周期較轉(zhuǎn)染前放緩,但細(xì)胞形態(tài)稍有增大,胞體突起數(shù)量增多(圖2,彩插13)。

2.3 大鼠脊髓損傷后行為學(xué)觀察

術(shù)后8 h,所有大鼠完全清醒,除空白組大鼠外其他兩組所有受試鼠均出現(xiàn)脊髓休克綜合征,術(shù)后前3 d自主活動及飲食較損傷前均減少,伴有輕度尿儲留,肌張力低,損傷側(cè)肌力0級,損傷對側(cè)肌力較正常明顯減弱。細(xì)胞移植術(shù)4～7 d,飲食、活動稍增加,損傷后,大鼠后肢肌張力和運(yùn)動變化過程如下:1～4 d損傷側(cè)后肢遲緩性癱瘓,拖地行走,損傷對側(cè)后肢由損傷初期的運(yùn)動減弱逐漸恢復(fù),損傷后5～9d損傷側(cè)后肢痙攣性癱瘓;10～14 d損傷側(cè)下肢恢復(fù)少量活動,損傷對側(cè)后肢恢復(fù)至較損傷前稍弱的狀態(tài);15～21 d損傷側(cè)后肢活動能力較之前有明顯改善,至30 d損傷側(cè)后肢活動能力及肌張力恢復(fù)程度最明顯,30 d以后無更明顯改善。

2.4 實(shí)驗(yàn)各組大鼠電生理的變化

各組動物處理前后皮層誘發(fā)電位和動作誘發(fā)電位的峰值和潛伏期的動態(tài)變化分別見表1～4。運(yùn)動功能評分參見表5。

表1 不同時間點(diǎn)SEP潛伏期比較(±s,ms)Tab．1 Comparison of SEP latency at different time points

表1 不同時間點(diǎn)SEP潛伏期比較(±s,ms)Tab．1 Comparison of SEP latency at different time points

組別Groups造模前Before SCI 1 d 7 d 14 d 21 d 30 d 60 d空白組Blank group 3.13±0.06 3.15±0.02 3.20±0.07 3.19±0.05 3.21±0.05 3.17±0.03 3.12±0.04 SCI組SCIgroup 3.10±0.16 15.33±0.13 13.75±0.10 12.43±0.08 10.16±0.07 9.30±0.07 9.01±0.11移植組Transplantation group 3.15±0.07 15.62±0.13 13.30±0.11 11.13±0.09 7.56±0.11 6.28±0.18 6.09±0.14

表2 不同時間點(diǎn)SEP波幅比較(±s,mV)Tab．2 Comparison of SEP amplitude at different time points

表2 不同時間點(diǎn)SEP波幅比較(±s,mV)Tab．2 Comparison of SEP amplitude at different time points

組別Groups造模前Before SCI 1 d 7 d 14 d 21 d 30 d 60 d空白組Blank group 9.09±0.09 9.03±0.02 9.01±0.11 9.05±0.10 9.10±0.07 9.08±0.07 9.14±0.13 SCI組SCIgroup 9.11±0.13 1.32±0.05 1.99±0.07 2.55±0.13 2.91±0.08 3.39±0.09 3.73±0.11移植組Transplantation group 9.15±0.11 1.39±0.18 2.56±0.25 3.88±0.31 4.82±0.17 5.70±0.23 5.98±0.14

表3 不同時間點(diǎn)MEP潛伏期比較(±s,ms)Tab．3 Comparison of MEP latency at different time points

表3 不同時間點(diǎn)MEP潛伏期比較(±s,ms)Tab．3 Comparison of MEP latency at different time points

組別 造模前Groups Before SCI 1 d 7 d 14 d 21 d 30 d 60 d空白組Blank group 4.03±0.14 4.05±0.04 4.01±0.12 4.09±0.13 4.02±0.10 3.99±0.21 4.17±0.17 SCI組SCIgroup 3.99±0.34 19.86±0.12 18.96±0.19 17.68±0.54 14.96±0.32 13.70±0.17 12.49±0.15移植組Transplantation group 4.06±0.22 19.29±0.13 17.83±0.19 15.92±0.1711.16±0.24 9.10±0.18 8.69±0.07

表4 不同時間點(diǎn)MEP波幅比較(±s,mV)Tab．4 Comparison of MEP amplitude at different time points

表4 不同時間點(diǎn)MEP波幅比較(±s,mV)Tab．4 Comparison of MEP amplitude at different time points

組別Groups造模前Before SCI 1 d 7 d 14 d 21 d 30 d 60 d空白組Blank group 16.01±0.15 15.96±0.07 15.99±0.13 16.00±0.17 16.08±0.10 16.05±0.11 16.03±0.08 SCI組SCIgroup 16.07±0.12 4.30±0.21 5.10±0.14 6.01±0.12 8.27±0.22 8.80±0.03 8.91±0.06移植組Transplantation group 16.03±0.24 4.46±0.17 5.16±0.29 7.47±0.14 11.03±0.04 12.56±0.03 12.99±0.14

表5 不同時間點(diǎn)后肢運(yùn)動BBB評分(±s,分)Tab．5 Hindlimb BBB score at different time points points

表5 不同時間點(diǎn)后肢運(yùn)動BBB評分(±s,分)Tab．5 Hindlimb BBB score at different time points points

組別Groups造模前Before SCI 1 d 7 d 14 d 21 d 30 d 60 d空白組Blank group 5 5 5 5 5 5 5 SCI組SCIgroup 5 0 0.5 1.0 1.375 2 2.25移植組Transplantation group 5011.75 2.5 3.5 3.75

由表1～4可知:脊髓損傷術(shù)后1d,移植組、SCI組與空白組比較:CSEP和MEP潛伏期延長,波幅降低,差異具有顯著性(P＜0.05);由表2和表4可知:脊髓損傷術(shù)后14 d及以后,移植組較SCI組:CSEP和MEP潛伏期恢復(fù)程度有顯著差異(P＜0.05);由表5可知:脊髓損傷14 d以后,移植組較單純損傷組BBB評分在有顯著提高(P＜0.05)。

3 討論

骨髓MSCs具有易于取材、分離培養(yǎng)和體外擴(kuò)增等優(yōu)點(diǎn),無免疫排斥反應(yīng)并可自體移植,在特定條件下可以誘導(dǎo)分化為神經(jīng)、骨、軟骨、肝、心肌等多種細(xì)胞［3-5］。因此我們在以往的實(shí)驗(yàn)中選用不同誘導(dǎo)劑和誘導(dǎo)方法將MSCs向神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo),均取得較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們在實(shí)驗(yàn)中將誘導(dǎo)標(biāo)記后的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞直接移植入脊髓損傷處,發(fā)現(xiàn)這種方法較尾靜脈注射移植、腦脊液注射移植等方法既可以準(zhǔn)確的控制干細(xì)胞遷移和趨行部位,又能增加損傷處細(xì)胞數(shù)量。我們的研究表明,脊髓損傷的大鼠在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植4 d以后大鼠攝食和活動均開始有所改善,損傷側(cè)后肢肌張力也有輕微改善,損傷后大鼠肌張力和運(yùn)動變化如下:1～4 d損傷側(cè)后肢遲緩性癱瘓,拖地行走,損傷對側(cè)后肢由損傷初期的運(yùn)動減弱逐漸開始恢復(fù),損傷后5～9 d損傷側(cè)后肢痙攣性癱瘓;10～14 d損傷側(cè)下肢開始恢復(fù)少量活動,損傷對側(cè)后肢恢復(fù)至較損傷前稍弱的狀態(tài);15～21 d損傷側(cè)后肢活動能力較之前有明顯改善。至30 d損傷側(cè)后肢活動能力及肌張力恢復(fù)程度最明顯,30 d以后無更明顯改善通過免疫組織化學(xué)(另文報道)檢測表明移植的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能在脊髓損傷處存活。根據(jù)行為學(xué)觀察,脊髓損傷移植治療后大鼠的運(yùn)動功能有較明顯改善。

MSCs移植后自身可分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子,并促進(jìn)宿主分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子,從而營養(yǎng)和保護(hù)神經(jīng)。BDNF是一種自泌性促神經(jīng)生長因子,主要在神經(jīng)元的胞體內(nèi)合成,通過自分泌的方式與它自身的受體相結(jié)合,從而對神經(jīng)元發(fā)揮廣泛的神經(jīng)營養(yǎng)作用,并能夠促進(jìn)神經(jīng)元存活、分化及功能表達(dá),也能挽救損傷的脊髓運(yùn)動神經(jīng)元和感覺神經(jīng)元是促進(jìn)神經(jīng)元分化以及髓鞘形成不可缺少的神經(jīng)營養(yǎng)因子［6］。有研究表明,BDNF能促進(jìn)神經(jīng)存活,增加其的表達(dá)對缺血周圍區(qū)的損傷修復(fù)有重要的促進(jìn)作用［7］,另外,BDNF還能通過調(diào)節(jié)突觸傳遞及其可塑性來促進(jìn)樹突和軸突的生長并發(fā)揮抑制神經(jīng)元凋亡等作用［8］。有研究發(fā)現(xiàn),通過電針治療后,BDNF的合成在損傷處有顯著提高,這可能是促進(jìn)神經(jīng)再生的有效途徑［9］。而BDNF有可能是通過受體激酶促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞存活和分化從而實(shí)現(xiàn)膽堿能神經(jīng)元在體內(nèi)或者體外培養(yǎng)時的存活和分化,最終發(fā)揮促進(jìn)受損神經(jīng)的修復(fù)的作用［10-11］。Gu等［12］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在脊髓損傷動物脊髓中觀察到很少移植的BMSCs分化為神經(jīng)元樣或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞樣細(xì)胞,但是在致傷后第6周、第8周觀察到移植組脊髓損傷空洞的體積明顯小于對照組。

僅靠影像學(xué)等輔助檢查往往難以準(zhǔn)確判斷和評估脊髓損傷后脊髓的神經(jīng)功能及其恢復(fù)情況。臨床通常用神經(jīng)電生理指標(biāo)檢測和評價損傷后脊髓神經(jīng)的傳導(dǎo)功能。最常用的指標(biāo)包括皮層體感誘發(fā)電位和運(yùn)動誘發(fā)電位。皮層體感誘發(fā)電位主要沿本體感覺通路的有髓纖維傳導(dǎo),由神經(jīng)節(jié)、薄束、楔束核和三級神經(jīng)元組成,通常用來反映本體感覺通路功能狀況和結(jié)構(gòu)完整性。我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),切斷左側(cè)脊髓后,左側(cè)皮層體感誘發(fā)電位波幅明顯下降,潛伏期明顯延長,而右側(cè)基本正常。我們還觀察到:脊髓損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)情況與皮層體感誘發(fā)電位恢復(fù)快慢有一定的關(guān)聯(lián),傷后短期內(nèi),運(yùn)動功能恢復(fù)較佳者,其皮層體感誘發(fā)電位也出現(xiàn)較好恢復(fù)。運(yùn)動誘發(fā)電位主要用來檢測運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)的完整性和反映脊髓損傷的嚴(yán)重程度。損傷脊髓不同部位后,運(yùn)動誘發(fā)電位表現(xiàn)截然不同,我們發(fā)現(xiàn):切斷大鼠左側(cè)脊髓,左側(cè)運(yùn)動誘發(fā)電位無法引出,而右側(cè)正常。我們還發(fā)現(xiàn):保留脊髓前索白質(zhì)神經(jīng)纖維,運(yùn)動誘發(fā)電位均可引出,而破壞前索纖維者,運(yùn)動電位難以引出,運(yùn)動誘發(fā)電位的表現(xiàn)與脊髓破壞程度一致;損傷后,短期內(nèi)運(yùn)動誘發(fā)電位有較快恢復(fù)者,其運(yùn)動功能往往也恢復(fù)很好。形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,運(yùn)動誘發(fā)電位的變化趨勢與組織學(xué)改變有較好的一致性。對不完全性的脊髓損傷,潛伏期越長,波幅越低,脊髓病變程度往往越嚴(yán)重。分析其原因可能為白質(zhì)纖維發(fā)生脫髓鞘病變,從而導(dǎo)致纖維傳導(dǎo)速度下降,另外位于脊髓前角的運(yùn)動細(xì)胞興奮性降低導(dǎo)致運(yùn)動誘發(fā)電位刺激強(qiáng)度閾值增高也可能是形成因素。

本研究發(fā)現(xiàn)可以通過觀察動物的皮層體感誘發(fā)電位和運(yùn)動誘發(fā)電位的潛伏期、波幅粗略判斷脊髓損傷后動物運(yùn)動功能的缺失程度及預(yù)后。但是脊髓損傷后,皮層體感誘發(fā)電位和運(yùn)動誘發(fā)電位的傳導(dǎo)通路以及誘導(dǎo)的具體機(jī)制尚待進(jìn)一步的探究。

(本文圖1，2見彩插13。)

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Electrophysiological study of BDNF gene-modified mesenchymal stem cell transplantation to repair transversely hem isectioned spinal cord injury in rats

JIMeng1,LIU Yu-qiu1,ZHAO Jing-jie1,JIN Cheng-wen2,LIXin2,WEIZhi-xin3,WANG Xiao-cui4
(1.Weifang Medical University,Weifang 261053,China;2.Department of Physiology;3.Department of Morphology; 4.Department of Human Anatomy,Weifang Medical University,Weifang 261053)

ObjectiveTo study the effects of bonemarrowmesenchymal stem cellsmodified by brain-derived neurotrophic factor(BDNF)gene on the repair of spinal cord injury by electrophysiologicalassay.MethodsThirty healthy Sprague-Dawley rats(male and female)were randomly divided into 3 groups:Blank group,10 rats(removal of the lamina only and exposed spinal duramater);spinal cord injury(SCI)group,10 rats;and cell transplantation after SCI group,10 rats. Eight rats of them were selected randomly and detected their SEP and MEP,and evaluated the degree of recovery of motor scores in the rats at1 d,7 d,14 d,21 d,30 d,and 60 d.ResultSince 4 days after cell transplantation,the process of hind limbs changes was as follows:at the 1-4 days after injury,the injury side hind limb had flaccid paralysis,mopping the floor walk,themovement of contralateral hind limb was gradually recovered from the initial injury,the injury side hind limb had spastic paralysis in 5-9 days after SCI;during10-14 days,the injury side had a few activities;the contralateral side recovered to a less normal state;At15-21 days,activities of the injury side improved obviously,until the30th day.The activ-ity and muscle tension degree of the injury side recoveredmostobviously.After30 days nomore obvious improvementwas observed.Immunohistochemistry showed that the transplantedmesenchymal stem cells,which were induced and labeled firstly, survived at the damage spinal cord,and behavioral observation found that the cell transplantation improved exercise capacity of the rats injured before.ConclusionBonemarrowmesenchymal stem cellsmodified by BDNF gene can partially promote the recovery of nerve transmission function and nerve regeneration.

Mesenchymal stem cells;BDNF gene;Spinal cord injury;Electrophysiology

Q95-33

A

1005-4847(2014)03-0093-05

10.3969/j.issn.1005-4847.2014.03.019

2013-12-02

山東省教育廳資助項目(J11LF15);濰坊醫(yī)學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項目(KX2013022)。

紀(jì)萌(1987-),男,在讀醫(yī)學(xué)碩士。E-mail:Mengge316@163.com

王曉萃(1977-),女,副教授,E-mail: wxcwfmc2003@yahoo.com.cn