周围神经缺损修复中炎症反应的研究

摘要

周围神经缺损的修复是神经外科长期的难题，常需神经移植修复。由于受到神经组织高度分化，周围神经纤维再生速度缓慢等方面的影响，周围神经损伤后的修复效果并不理想。近年来，有研究发现周围神经损伤后的炎症反应对周围神经缺损的修复也有重要影响。炎症细胞的活动和炎症因子（inflammatory factor，IF）的表达是炎症反应（inflammation）的主要表现形式。在周围神经缺损修复中，炎症反应是不可避免的一个过程，适度的炎症反应有利于促进周围神经缺损修复。探讨周围神经缺损修复中炎症反应的规律，有益于周围神经缺损修复的研究。 组织工程学的发展使细胞移植技术治疗神经损伤成为近年研究的热点。成纤维细胞能够分泌胶原以及纤维连接蛋白和其他基质蛋白，为神经再生提供前期支持，同时引导雪旺氏细胞的迁移聚集和神经纤维的生长。目前，成纤维细胞在组织工程学中主要被应用于皮肤的修复。海藻酸钠和贝壳粉是生物学可降解材料，其组织相容性良好、可降解、有一定生物力学性质，广泛运用在人工神经材料中。可见，将贝壳基质-海藻酸钙填充在人工神经中，有利于种子细胞在人工神经内的存活生长。 因此，为了探究移植成纤维细胞的人工神经导管在大鼠坐骨神经损伤修复中的作用，以及在修复过程中相关炎症细胞的活动、炎症因子和神经相关因子的表达规律。本文以大鼠坐骨神经（Sciatic nerve，SN），自体移植（Autograft，Aut），自体神经端端吻合（End-to-end nerve anastomosis，ENA）为对照组，用纤维素和聚乳酸为材料制备了3种人工神经为实验组，即神经导管组（Nerve conduit，NC）、贝壳基质-海藻酸钙水凝胶人工神经组（Nerve conduit with shell matrix and calcium alginate hydrogel，HC）、成纤维细胞贝壳基质-海藻酸钙水凝胶人工神经组（Nerve conduit with shell matrix and calcium alginate hydrogel and fibroblasts，FHC），把上述3种人工神经桥接在大鼠坐骨神经10mm缺损区，在一系列时间点进行取材，采用HE染色以及免疫荧光染色进行观察，探讨炎症细胞在周围损伤修复中的活动，再利用荧光定量PCR测定周围神经缺损修复过程中炎症因子和神经修复相关细胞因子的表达情况。由此，探讨炎症反应在周围神经损伤修复中的变化，为周围神损伤修复的后续研究提供依据。 在炎症反应中，涂片HE染色结果显示：在人工神经移植后的第3天、7天、14天、30天，3组人工神经中白细胞比例随着时间的推后逐渐减少。成纤维细胞组（FHC）中白细胞的比例低于导管组（NC）和水凝胶组（HC），说明炎症反应强度逐渐减弱，且成纤维细胞组（FHC）炎症反应较另两组更微弱。荧光定量PCR检测结果显示，促炎因子IL-1、IL-6和TNF-α在术后第7天相对表达量较高；抑炎因子IL-4、IL-10在术后第14天相对表达量较高，但炎症因子在第21天至第30天逐渐降低，且成纤维细胞组（FHC）炎症因子相对表达量低于另两组人工神经。 就3种人工神经修复效果而言，石蜡切片HE染色结果显示：在人工神经移植后的14天，与导管组（NC）和水凝胶组（HC）相比，成纤维细胞组（FHC）近端和管壁的细胞更多更紧密排列，说明细胞更活跃，周围神经损伤后修复活动更显著。透射电子显微镜观察显示：在人工神经移植后的21天，神经损伤均出现了不同程度恢复，髓鞘正在形成并逐步包裹新生轴突，与导管组（NC）和水凝胶组（HC）相比，成纤维细胞组（FHC）的髓鞘层次更为明显，修复效果更好。冰冻切片免疫荧光观察显示：在人工神经移植后150天，成纤维细胞组（FHC）中新生轴突和雪旺氏细胞的数量高于水凝胶组（HC），且导管组（NC）最低。说明，在术后第150天，成纤维细胞组（FHC）已经基本完成周围神经损伤的修复，而水凝胶组（HC）和导管组（NC）尚未完成，但水凝胶组的修复效果较导管组更好。 综上，移植成纤维细胞后可以相对改善大鼠缺损坐骨神经内炎症微环境，进而有利于坐骨神经缺损的修复。

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