強(qiáng)制性運動療法對腦缺血后神經(jīng)發(fā)生的影響

曲慧玲 趙傳勝

目前強(qiáng)制性運動療法(constraint-induced movement therapy,CIMT)廣泛地應(yīng)用于康復(fù)領(lǐng)域, 并被證實能夠有效地促進(jìn)肢體功能恢復(fù)［1］。以往的研究表明, CIMT能夠促進(jìn)腦功能重組,從而改善患側(cè)肢體的功能［2］。近年來研究發(fā)現(xiàn), CIMT還能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變［3］。然而關(guān)于CIMT發(fā)揮作用的具體機(jī)制尚不清楚, 本次研究主要探討CIMT是否通過促進(jìn)腦缺血的神經(jīng)發(fā)生發(fā)揮作用的。報告如下。

1 材料與方法

1.1 材料 成年雄性(200～250 g)Wistar大鼠由遼寧長生生物技術(shù)有限公司購得。所有動物實驗操作程序符合中國醫(yī)科大學(xué)倫理委員會管理條例。隨機(jī)將18只大鼠分為正常組、缺血組及CIMT組(缺血后給予強(qiáng)制性運動組), 各6只。

1.2 方法

1.2.1 大鼠腦缺血模型的制備 采用顱內(nèi)注射表達(dá)內(nèi)皮素-1(ET-1)的方法制作腦缺血模型。根據(jù)大鼠腦解剖圖譜,用立體定位的方法將ET-1注射到大鼠大腦皮質(zhì)的運動區(qū)及紋狀體區(qū)域以形成局部腦缺血。

1.2.2 大鼠強(qiáng)制運動模型 將上部的軀干及同側(cè)的前肢緊靠胸骨在石膏繃帶內(nèi)放置于一個自然回縮的姿勢。

1.2.3 BrdU標(biāo)記 在腦缺血術(shù)5～6 d, 向腹腔內(nèi)注射5-溴脫氧尿嘧啶核苷(BrdU)100 mg/kg標(biāo)記新生細(xì)胞。

1.2.4 免疫熒光染色 采用自由漂浮法進(jìn)行免疫熒光單標(biāo)及雙標(biāo)染色。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示, 采用t檢驗驗。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CIMT對側(cè)腦室神經(jīng)發(fā)生的影響 腦缺血后4周, 每高倍視野(20倍)缺血組側(cè)腦室下區(qū)BrdU/DCX雙染陽性細(xì)胞(27.2±2.2)多于正常組的(15.5±1.6), 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01), CIMT組側(cè)腦室下區(qū)的雙染陽性細(xì)胞(52.8±3.3)多于缺血組的(27.2±2.2), 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見圖1。

2.2 CIMT對海馬神經(jīng)發(fā)生的影響 腦缺血后4周, 每高倍視野(20倍)缺血組海馬齒狀回BrdU陽性細(xì)胞數(shù)(19.3±2.6)明顯多于正常組的(7.8±1.4), 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01),CIMT組海馬齒狀回的BrdU陽性細(xì)胞(33.5±2.8)多于缺血組的(19.3±2.6), 差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)；CIMT組與缺血組BrdU/NeuN雙染陽性細(xì)胞數(shù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見圖2。

圖1 腦缺血后4周大鼠側(cè)腦室下區(qū)新生神經(jīng)細(xì)胞的增殖情況

圖2 腦缺血后4周大鼠海馬成熟神經(jīng)細(xì)胞的增殖情況

3 討論

CIMT是基于習(xí)得性廢用理論的一種康復(fù)治療方法。許多研究使用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)證實CIMT可以促進(jìn)卒中病人患側(cè)肢體功能的恢復(fù)。然而關(guān)于CIMT促進(jìn)腦功能改變的組織學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)研究較少。

本次研究發(fā)現(xiàn)腦缺血后第4周大量新生的神經(jīng)前體細(xì)胞會從側(cè)腦室產(chǎn)生并向梗死區(qū)域周圍遷移, 同時海馬新生細(xì)胞的數(shù)量也明顯增多。而腦缺血后的第7天進(jìn)行為期3周的CIMT后能夠促進(jìn)側(cè)腦室下區(qū)產(chǎn)生更多的神經(jīng)前體細(xì)胞, 同時海馬新生的細(xì)胞數(shù)量增多。

以往的研究表明腦缺血后側(cè)腦室下區(qū)會產(chǎn)生大量的神經(jīng)前體細(xì)胞, 這與之前的研究一致。而在腦缺血后的3周的CIMT可能通過改善了腦缺血后的微環(huán)境進(jìn)一步促進(jìn)了側(cè)腦室下區(qū)新生神經(jīng)細(xì)胞的增殖, 從而揭示了CIMT在臨床促進(jìn)功能康復(fù)的分子機(jī)制。

腦缺血還能夠引起海馬齒狀回的新生神經(jīng)細(xì)胞的增殖［4］, 增殖后大量的新生神經(jīng)細(xì)胞死亡，而存活的細(xì)胞將遷移分化為成熟的神經(jīng)細(xì)胞，而本次研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血后大量的新生細(xì)胞（BrdU陽性細(xì)胞）產(chǎn)生，但這些細(xì)胞卻很少分化為成熟的神經(jīng)細(xì)胞（NeuN陽性細(xì)胞），而CIMT后發(fā)現(xiàn)BrdU陽性細(xì)胞進(jìn)一步增多，說明CIMT能夠進(jìn)一步促進(jìn)新生細(xì)胞的產(chǎn)生，但同樣并沒有促進(jìn)新生的神經(jīng)細(xì)胞向成熟的神經(jīng)細(xì)胞分化（圖2.C）［5］。這可能是其發(fā)揮作用的分子機(jī)制，本次研究也將為腦梗死的臨床康復(fù)提供新的干預(yù)靶點。