急性脊髓损伤是骨科临床常见病症，以中青年胸腰段损伤最为常见。由于神经损伤的不可逆性，使脊髓损伤治疗困难，致残率高，给社会及家庭带来沉重的负担。据研究报告显示，创伤性脊髓损伤在美国每百万人口中的发生率为28到55人，而且每年有一万的新增病例发生。近年来脊髓损伤的病理机制及修复再生方面取得了一些进展，但原发性脊髓损伤机制仍不清楚。研究脊髓神经细胞急性损伤的反应机制及超微结构变化，在脊髓损伤的早期进行细胞干预保护，减轻神经细胞进一步病理损害是目前认为最可行的治疗方法。目的：通过脊髓背根神经节神经元细胞的体外培养及机械压力加载损伤模型，系统观察细胞骨架及胞膜皮层骨架蛋白在机械压力损伤及传导中的变化及作用，探索细胞骨架、钙蛋白酶及细胞凋亡之间的关系，同时应用新型钙蛋白酶抑制剂，观察该抑制剂在神经细胞机械压力损伤中的保护作用。材料与方法：本课题通过体外培养新生S-D大鼠脊髓背根神经节神经元细胞，利用专用细胞压力仪器装置（国家实用新型专利，专利号ZL200820030390.7）加载机械压力损伤，机械压力损伤值分为空白对照、0.3mpa组、0.5mpa组、0.7mpa组，分别在损伤后培养8小时及24小时观察检测分析，排除急性脊髓损伤时的其他干扰致伤因素，采用激光共聚焦显微镜、细胞免疫组织化学、原子力显微镜、细胞凋亡检测(TUNEL)等技术，观察不同损伤条件下细胞骨架及胞膜皮层骨架蛋白的变化情况。探索脊髓损伤的单纯压力因素对神经元细胞的损伤机制，尤其是细胞骨架的变化情况及细胞凋亡的发生。同时应用新型钙蛋白酶抑制剂，观察在机械压力加载损伤下的细胞保护效应。阐明机械压力损伤的细胞机械信号传导的机制及参与结构，进一步认识原发性脊髓损伤的反应机制，并为急性脊髓损伤的早期干预提供实验基础和理论依据。结果：（1）培养的脊髓背根神经节神经元原始细胞悬液于四小时后贴壁，初始贴壁的细胞呈形态均一的小圆形，培养24小时后细胞特征性形态形成，可见典型长突触及椭圆形胞体。（2）阿糖胞苷纯化可得到纯度大于90%的神经元细胞。（3）空白对照组神经元微管蛋白分布均匀连续，沿突触方向连续伸展，无断裂及打结缠绕现象。考马斯亮蓝细胞骨架染色可见胞内分布均匀，呈网状交织分布，无骨架的边集与浓聚现象。（4）倒置显微镜观察见0.5mpa组的细胞有明显的漂浮生长现象，与培养皿壁脱离，且该组的骨架蛋白损害最明显，凋亡染色亦最为明显。（5）原子力显微镜观察得到神经元细胞表面的纳米级分辨率的三维成像及颗粒数据，为精确分析胞膜骨架蛋白的变化提供依据。（6）机械压力损伤后细胞与对照组细胞比较，原子力显微镜图像及胞膜表面颗粒数据有明显差异，且随机械损伤值增加，表面蛋白颗粒高度值增加，粗糙度增高,与未损伤组比较有明显统计学差异。（7）0.7mpa损伤组胞膜出现多量明显的离子孔道的开放，表明0.7mpa损伤值可能为神经元细胞所能承受机械打击的极限。（8）加入终浓度为100μmol/L的钙蛋白酶抑制剂PD150606预处理后，与损伤未加保护组比较，细胞机械压力损伤的破坏反应明显减轻，综合免疫组化、凋亡染色及原子力显微镜观察，表明钙蛋白酶抑制剂PD150606在机械压力损伤脊髓神经方面具有一定的保护作用。结论：(1)本实验成功建立静态机械压力损伤神经元细胞模型，细胞损伤以细胞骨架及胞膜皮层骨架的反应为主要特征，参与介导了机械信号的生物学转换。（2）神经元细胞的机械压力耐受值较低，0.5mpa可以造成明显细胞损害，0.7mpa直接导致胞膜孔道样结构出现和细胞的死亡。(3)脊髓损伤早期的蛋白酶抑制剂应用有明显的神经元细胞保护作用。(4)细胞骨架结构和钙蛋白酶的参与，为脊髓原发损伤的机制研究及早期保护奠定了实验和理论基础。