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大鼠PDLLA/NGF套管模型与自体神经移植模型脊髓背角cfos表达的比较研究
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【中医论文下载】作者:邬明,唐忠志,陈谦,程青【摘要】 目的 建立大鼠PDLLA/NGF(外消旋聚乳酸/神经生长因子)复合套管模型和大鼠外周神经自体神经移植神经再生模型,观察对比各模型神经恢复过程中机械痛觉超敏的变化及脊髓背角cfos表达的改变,探讨两种神经再生模型中神经再生与神经性疼痛的联系。方法 雄性Wistar大鼠60只随机分成3组,A组为自体神经移植再生模型组;B组为PDLLA/NGF套管修复模型组;C组假手术组。分别制成模型后,术后18 d 起检测机械刺激阈值及cfos表达计数。所有数据采用均值±标准差(x±s)表示,组间采用t检验,用SPSS11.0软件进行统计分析,P<0.05为有统计学差异。结果 A、B组各项指标与C组比较有显著差异;A组与B组比较cFos表达阳性细胞计数及机械痛阈无显著差异。结论 两种模型再生神经生长进入去神经支配区域时,均出现支配区域的痛觉超敏和疼痛相关行为,神经性疼痛程度无差异。 【关键词】 周围神经损伤;神经再生;神经性疼痛;痛觉过敏;cfos;PDLLA/NGF复合套管 Abstract: Objective To observe mechnic allodynia and cfos expression changes between PDLLA/NGF compound condit model and nerve autograft model after models of rat were built,and study the corelation between two nerve regeneration model and neuropathic pain.Methods 60 male wistar rats were randomly divided into four groups: sciatic nerve autograft (group A,n=20) PDLLA/NGF compound condit group (group B,n=20) and shamoperation (group C,n=20). After the model were built, on the 18d, we tested sensitivity threshold and cfos counting. All data were described as mean and standard deviation(x±s), tested by means of T test, and statistically analyzed by SPSS11.0 software. P<0.05 is set as having statistical significance.Results Compared with group C,all indexes in group A and B have significant difference; Compared with group B, sensitivity threshold and cfos counting in group A have no significant difference.Conclusion When the injured fibers have regrown into the nerveyield region,both two model of nerve regeneration produced allodynia and painrelated behavior. There is no significant difference in the degree of neuropathic pain. Key words: sciatic nerve injure; nerve regeneration; neuropathic pain; mechanical hyperalgesia;cfos; PDLLA/NGF compound condit 神经性疼痛综合征以往在神经损伤模型中报道多见,在神经再生模型中很少报道[1~3]。cfos作为伤害性刺激的标志物,研究神经再生中cfos与痛觉调控的关系可能有助于研究痛觉形成及调控机制的解决。研究表明自体神经移植模型及大鼠坐骨神经PDLLA/NGF(poly d,llactic acid/ nerve growth factor,即外消旋聚乳酸/神经生长因子)复合套管模型在神经损害之后,去神经支配时间、再生神经传导速度及损伤神经支配肌肉湿重等指标无显著差异[4]。本实验通过观察PDLLA/NGF模型和自体神经移植再生模型机械刺激阈值及cfos表达计数的改变,比较研究两种神经再生模型中神经修复和神经性疼痛的联系。 1 材料与方法 1.1 材料 外消旋聚乳酸/神经生长因子可吸收性复合神经套管制备 取适量的平均相对分子质量为15~20万的PDLLA,溶于乙酸乙酯中,按2 000 U NGF:1gPDLLA比例加入NGF冻干粉,充分混匀,利用溶剂挥发法,制成内径1.5 mm,壁厚0.3 mm,长14 mm 的微孔PDLLA/NGF导管,每根导管含NGF1 000 U,由武汉理工大学生物中心制备。 1.2 分组及模型制备 雄性Wistar大鼠60只(解放军武汉总医院动物实验中心提供),体重180~200 g,随机分成3组,A组为自体神经移植再生模型组;B组为PDLLA/NGF套管模型组;C组为假手术组。所有大鼠均在标准条件下(标准温度、湿度、12 h 明暗周期,可自由摄食摄水)饲养。1%硫喷妥钠5~7 mg/kg 腹腔注射麻醉后,大鼠俯卧,右股后外侧纵行切口,自肌间隙进入,分离出右侧坐骨神经,于坐骨神经中段、胫神经和腓总神经分叉近端操作,A组分离出右侧坐骨神经后于坐骨神经中段,胫神经和腓总神经分叉近端切取神经10 mm,即用9-0无创伤缝线显微镜下行原位神经移植;B组分离出右侧坐骨神经后,于坐骨神经中段、胫神经和腓总神经分叉近端操作,以9-0无创伤缝线显微镜下导管接于神经两断端间,神经断端插入导管内2 mm,保留神经缺损10 mm; C组坐骨神经仅于空气中暴露5 min 后,还复至原位,术毕逐层关闭切口。所有手术操作均在上海医用光学仪器厂生产的SXP1型显微镜下进行。术后常规注射青霉素抗感染治疗,分笼饲养。术后14 d 起,用不同强度的Von Frey丝进行测试,A组大鼠出现缩足反射(本实验为18 d)后,每3 d 每组每次随机挑选5只大鼠测定痛阈。 1.3 机械痛阈测试 A组大鼠出现缩足反射后,每3 d 每组每次随机挑选5只大鼠测定1次。机械痛阈测试:术后18 d 起,用不同强度的Von Frey丝进行测试,由患肢2、3 跖趾间皮肤敏感处进行测试,每根Von Frey丝重复5 次,每次间隔2 s ,出现3次以上的缩爪反应,记为该足1次机械痛阈值。各大鼠左右足轮流测试,每足测试5次,各取其平均值,为其机械痛阈值。 1.4 cfos检测 各组大鼠出现机械痛阈后第3天起每6 d 检测1次,每组测痛剩余大鼠中随机挑选5只大鼠患侧足底均给予轻柔触摸刺激,3 h 后予腹腔注射1%硫喷妥钠10~15 mg/kg 深麻醉后,心脏灌注生理盐水,再以4%多聚甲醛300 ml 心内灌注固定,取脊髓L4~L6节段,置于相同固定液中固定24 h,石蜡包埋、切片,以免疫组织化学SABC法检测cfos 表达,显微镜下观察fos阳性反应性神经原个数。每张大鼠取5张fos蛋白表达最多的切片,对术侧脊髓背角Ⅰ~Ⅱ层fos蛋白阳性表达细胞进行计数统计。 1.5 统计学方法 用SPSS11.0软件进行统计分析,所有计量资料采用x±s表示,组间比较采用配对t检验,组间采用单因素方差分析, P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 术前所有机械刺激阈值无差异。术后A、B组均在24 d 出现机械刺激退缩行为。A、B组术后均表现为右后肢拖行,右后肢肌肉萎缩及关节僵硬,大多采取右后肢整体着地右足不承重或右后肢不着地,后期症状有所缓解,但组内均没有统计学差异;C组大鼠术后右足承重基本恢复。 2.1 机械痛阈测定 A、B两组术后机械痛阈与基础痛阈比较均有统计学差异,P<0.05。A、B两组机械痛阈与C组比较均有统计学差异(P<0.05)。C组机械痛阈与基础痛阈比较无统计学差异(P>0.05)。A组术后24 d 检测,大鼠出现机械刺激后退缩,并且有感觉恢复不协调,只有一小块皮肤刺激后出现退缩反射,在术后27 d 出现退缩反射的压力比24 d 时显著降低(P<0.05),因A组24 d 值与其后数值差异较大,故A组取27 d 以后数值进行比较。27 d 后机械痛阈出现上升的趋势,术后45 d 与21 d 比较显著升高(P<0.05)。B组大鼠术后24 d 检测出机械刺激后退缩,组内27 d 与24 d 比较差异有统计学意义(P<0.05),因B组24 d 值与其后数值差异较大,故B组取27 d 以后数值进行比较。27 d 后机械痛阈出现上升的趋势,术后45 d 与27 d 比较显著升高(P<0.05)。A、B组间无显著统计学差异(P>0.05),详见表1。 表1 机械刺激退缩阈值(略) 与同组27 d 比较,①P<0.05;与同组24 d 比较,②P<0.05;与A组间同日比较,③P>0.05 2.2 fos蛋白阳性细胞计数测定 A、B组计数与C组比较均有统计学差异(P<0.05)。A组组内比较,随时间进展fos蛋白阳性细胞计数有下降趋势,但45 d 和27 d 的计数比较有统计学差异(P<0.05)。因21 d B组尚未出现机械痛阈,故B组21 d 未进行fos蛋白阳性细胞计数测定。B组组内比较,随时间进展fos蛋白阳性细胞计数有下降趋势,但45 d 和27 d 的计数比较有统计学差异(P<0.05)。A、B组间比较fos蛋白阳性细胞计数差异无统计学意义(P<0.05),详见表2。 表2 术后不同时间脊髓背角cfos表达阳性细胞计数(略) 与同组45 d 比较,①P<0.05; 与同组45 d 比较,②P<0.05;与A组同日比较,③P>0.05 3 讨论 临床上神经损伤常引起慢性疼痛,其机制在于外周异位冲动长期持续地兴奋脊髓及其上位中枢,使中枢神经系统突触发生可塑性变化,引起中枢敏化[5] , Aβ纤维向脊髓背角浅层长芽,引发新的突触形成,可能导致持久的痛觉超敏发生[6]。神经性疼痛在神经再生中被认为是交感神经生芽包绕大神经元[7~11]和迷走神经生芽所致,这些结构性改变与机械感觉神经元内的神经肽表面活性物质和蛋白降钙素基因相关肽有关[9,12~14],它们被认为导致机械感觉神经原以疼痛信号去回应无痛机械刺激[16]。此外,致炎细胞因子产生施旺细胞,并侵犯巨噬细胞被认为在神经损伤后的疼痛产生中起作用。 本实验中再生神经生长进入去神经支配区域时,触觉诱发疼痛和脊髓背角浅层cfos表达和疼痛相关行为。重复触觉刺激引出脊髓背角浅层cfos表达明显增高和机械痛阈稳定和明显的降低,说明被损神经再次支配靶器官,但感觉功能没有正常恢复,表现出神经性疼痛。机械痛阈检测的结果显示,伴随着感觉功能恢复,动物表现出机械痛觉超敏状态;大鼠同时出现动物患肢承重和活动减少等运动功能恢复不全表现。 本实验表明两种神经损伤再生模型机械刺激退缩反射基本同时出现,两组间fos表达阳性细胞数及机械痛阈无显著差异,说明两种神经损伤再生模型去神经支配时间以及伴随神经再生出现的神经性疼痛的强度及维持时间无显著差异。 研究发现轴突再生中可能发生形态学和基因表达变化[11,15~17] ,外周神经损伤后功能可能不是恢复为正常,而是表现出功能和结构上的改变,并在再生过程中持续下来。在外周神经损伤中,神经再生伴随着神经性疼痛,神经性疼痛的发生、发展和恢复,是评估神经功能恢复的一个重要的参数。本实验提示PDLLA/NGF复合套管模型与自体神经移植模型神经性疼痛无显著差异,后期通过神经损伤周围以及中枢神经系统镇痛治疗等,可能有助于再生神经的功能完全恢复。 【参考文献】 [ 1] Attal N, Filliatreau G, Perrot S,et al. 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