椎管减压对压迫性脊髓损伤细胞凋亡的影响

摘要

目的:观察在大鼠脊髓压迫性损伤椎管减压后神经细胞凋亡的表达变化,检测内质网应激相关蛋白Ire1α、Caspase-12及Caspase-3的表达变化,以探讨椎管减压对于压迫性脊髓损伤神经细胞凋亡的影响。
　　 方法:
　　 ①健康成年SD大鼠50只,雌雄不拘,体重240-300g,由重庆医科大学实验动物中心提供。动物随机数字法分为两组:椎管减压组40只,每组10只；假手术对照组10只,只作椎板切除不作脊髓压迫。
　　 ②采用大鼠脊髓压迫装置(专利ZL200520009289)制备椎管减压模型；假手术对照组10只,只行全椎板切除不做脊髓压迫。
　　 ③运用形态学、免疫学、分子生物学等方法,分别于脊髓压迫1、6、12和24 h后去除压迫装置,分别于24 h后观察减压段脊髓组织病理变化、细胞凋亡与Ire1α、Caspase-12及Caspase-3的表达变化情况。
　　 ④采用多媒体图像处理软件和SPSS13.0统计分析软件分别对所得图像和数据进行分析。
　　 结果:
　　 ①Tunel染色结果显示,各减压组均出现神经元和神经胶质细胞调亡。脊髓压迫1 h减压组,Tunel阳性细胞开始增多,；24 h减压组,神经元胞核深染、固缩,凋亡细胞广泛分布于灰质前角、中间带和后角。在1、6、12和24 h不同减压组Tunel阳性细胞数分别为(8.54±1.25)、(13.62±3.54)、(18.58±2.11)和(26.09±4.01)；减压组与假手术组之间以及各减压组之间相比较均有显著性差异(P<0.05)。
　　 ②免疫组化显示脊髓受压1h后减压,Ire1α在减压段脊髓开始表达上调,12h进一步增加,压迫24 h减压组显著高于假手术组。在1、6、12和24 h不同减压组,其阳性细胞数分别为(18.67±0.79)、(30.01±1.52)、(43.56±3.67)和(72.65±2.30)；减压组与假手术组相比较均有显著性差异(P<0.05)。
　　 在脊髓分别压迫1、6、12和24h后的各减压组神经元均有Caspase-12表达,在其阳性细胞数分别为(19.71±1.43)、(29.45±1.18)、(44.11±2.46)和(81.46±1.13)；减压组与假手术组相比较均有显著性差异(P<0.05)。
　　 各减压组Caspase-3的免疫组化阳性细胞数分别为(9.20±0.60)、(19.91±1.33)、(44.16±2.30)和(71.45±1.23)；减压组与假手术组之间以及各减压组之间相比较均有显著性差异(P<0.05)。
　　 ③Western Blotting的结果提示:Ire1α、Caspase-12和Caspase-3表达变化与上述结果一致.各减压组的样本在特定的位置均可发生特异的免疫染色反应,将Western印迹法结果条带与标准蛋白分子量相对比,Ire1α、Caspase-12和Caspase-3的分子量分别为110kD、50kD和35kD。各减压组Caspase-3与β-actin积分吸光度比值分别为(2.54±1.27)、(4.01±0.37)、(6.63±0.41)和(8.88±0.54),显著高于假手术组(1.48±0.27)(P<0.05)。
　　 ④激光共聚焦显示,脊髓压迫性损伤各减压组均存在Ire1α与Caspase-12的共表达；压迫24 h减压组,Ire1α与Caspase-12阳性产物广泛分布于脊髓灰质前角、中间带及后角的神经元胞浆中,二者共表达显著增强。
　　 结论:大鼠压迫性脊髓损伤后,神经细胞的凋亡与脊髓受压时间长度相关；随减压时间的延迟,神经细胞凋亡数目不断增多。减压能够减少神经细胞凋亡,并通过减少Caspase-12及其他内质网应激相关分子减少神经细胞凋亡,促进神经功能恢复。