【摘 要】
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背景及目的:创伤性脊髓损伤(Traumatic spinal cord injury,TSCI)是一种灾难性事件,通常导致截瘫或四肢瘫,造成永久性的感觉及运动功能障碍,目前尚无有效的治疗策略。右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)具有神经保护作用,但其能否抑制TSCI后内质网应激诱发的凋亡尚不可知。本研究通过构建TSCI动物模型,探究Dex对大鼠脊髓损伤的保护作用,并明确其机制是否与
【基金项目】
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福建省自然项目“右美托咪定通过 PI3KAkt 通路降低脊髓损伤后的内质网应激诱发的凋亡”(课题编号:2018J01289); 泉州市科技计划项目“右美托咪定预处理对创伤性脊髓损伤大鼠的保护作用及机制探究”(课题编号:2017Z014)
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背景及目的:创伤性脊髓损伤(Traumatic spinal cord injury,TSCI)是一种灾难性事件,通常导致截瘫或四肢瘫,造成永久性的感觉及运动功能障碍,目前尚无有效的治疗策略。右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)具有神经保护作用,但其能否抑制TSCI后内质网应激诱发的凋亡尚不可知。本研究通过构建TSCI动物模型,探究Dex对大鼠脊髓损伤的保护作用,并明确其机制是否与抑制内质网应激诱导的凋亡反应相关。方法:60只SD大鼠随机分为五组(n=12):假手术组(Sham组),创伤性脊髓损伤组(SCI组),Dex干预组(Dex组),衣霉素干预组(TM组),衣霉素及Dex干预组(TM+Dex组)。沿大鼠后正中线切开皮肤,分离T9-T11棘突,用咬骨钳咬掉T10棘突及椎板,在不损伤硬脑膜的情况下暴露脊髓,采用重物压迫法诱导脊髓损伤。TM组及TM+Dex组大鼠在术后即刻腹腔注射TM100μg/kg,其余组给予等量的5%DMSO溶液。Dex组及TM+Dex组大鼠在术后经腹腔注射Dex 10μg/kg,每日1次,连续3d,其余组给予同等剂量的生理盐水作为对照。采用BBB评分法,于术后1、3,7天评价大鼠后肢的运动功能。术后7天取出T9-T11节段脊髓,每组中6只大鼠的标本经石蜡包埋固定并切片后进行HE染色、Nissl染色及TUNEL染色。剩余6只大鼠标本采用western blot检测损伤中心脊髓组织中抗凋亡蛋白Bcl-2,凋亡蛋白Bax、Cle-Caspase3,以及内质网应激相关蛋白GRP78、PERK、ATF4、CHOP、Caspase12的表达水平。结果:脊髓损伤后,大鼠后肢运动功能严重受损,术后1天,所有损伤组大鼠BBB评分均为0;术后3天大鼠运动功能有一定程度恢复,但SCI组与Dex组无差异。术后7天,Dex组评分高于SCI组(8.17±1.89vs 5.54±1.29,P<0.001),TM组及TM+Dex组评分均低于Dex组。HE染色显示,SCI组脊髓损伤严重,损伤中心形成空洞,Dex组损伤面积比例较SCI组减小(0.23±0.03vs 0.33±0.02,P<0.001),TM+Dex组损伤程度较Dex组严重。Nissl染色显示,Sham组尼氏体数量较多且形态正常,SCI组尼氏体模糊不清或消失,数量明显减少。与SCI组相比,Dex治疗组尼氏体数量增加且形态相对正常,差异有显著性(22.72±1.39 vs 19.56±1.63,P=0.01)。TM组及TM+Dex组尼氏体数量均显著少于Dex组。TUNEL染色结果表明,SCI组脊髓神经元大量凋亡,Dex组TUNEL阳性细胞数目较SCI组显著减少(47.33±3.37 vs 75.17±2.91,P<0.001),TM+Dex组凋亡细胞数较Dex组增多(P<0.05)。Western blot检测结果显示,Sham组抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平较高,凋亡蛋白Bax、Cle-Caspase3表达水平较低;脊髓损伤后Bcl-2的表达水平显著降低,而Bax、Cle-Caspase3表达水平显著升髙。与SCI组相比,Dex治疗降低了Bax及Cle-Caspase3的表达(0.62±0.13 vs 0.95±0.20,P=0.003;0.82±0.07 vs 1.09±0.16,P=0.003)并促进了Bcl-2的表达(1.01±0.19 vs 0.57±0.05,P<0.001)。TM+Dex组Bax及Cle-Caspase3的表达水平较Dex组显著上升而Bcl-2的表达水平明显降低。此外,Sham组内质网应激反应相关蛋白表达量较低。SCI组GRP78、PERK、ATF4、CHOP及Caspase12表达量显著增高,Dex组蛋白表达量较SCI组明显降低,而TM+Dex组内质网应激相关蛋白表达量显著高于Dex组。结论:本研究结果表明,Dex能改善创伤性脊髓损伤大鼠的肢体运动功能,减轻脊髓神经元的损伤与凋亡,其机制与抑制内质网应激反应导致的凋亡有关。
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