大鼠脊髓损伤后血-脊髓屏障的变化及其与继发性损伤关系的研究

摘要

脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）往往造成患者的终生瘫痪，给家庭和社会带来沉重负担。因而，对SCI后病理变化机制及其相关研究一直是学者们所关注的热点与难点。SCI后血管和神经组织的机械性损坏和断裂引起原发性损伤，继而引发出血、炎症、兴奋性毒性等一系列复杂的损伤过程，导致继发性损伤的进一步扩大。其中原发性损伤中血管的损害可直接引起血-脊髓屏障(blood spinal cord barrier，BSCB)的破坏，而BSCB的破坏导致血液中的各种分子进入脊髓实质，造成脊髓组织水肿、缺血缺氧、炎症以及脊髓血液灌注的改变，进一步加重脊髓的损伤。由于BSCB在脊髓损伤过程中的重要性，人们对其进行了大量的研究，但是脊髓损伤后BSCB的变化及其与继发性损伤的关系目前尚未完全清楚。为此，我们以大鼠脊髓撞击伤为模型，研究了SCI后BSCB的变化以及其与继发性损伤的关系。 本实验分为两部分。第一部分研究了用免疫球蛋白G（IgG）免疫组织化学染色研究SCI后BSCB的变化。在以往的实验中一般采用示踪剂注射的方法研究SCI后BSCB的通透性变化，但此方法操作复杂，并且会影响其他形态的观察。为了寻找简洁可靠的方法，本实验采用IgG免疫组织化学方法染色，显示BSCB对内源性IgG的通透性。Evans Blue(EB)是研究BSCB的一种常用示踪剂，我们比较了SCI后0 h、8h、24h、72h、1w各个时间点的IgG染色范围和EB分布范围。结果表明，在各个时间点，IgG的染色范围(mm)为：7.14±0.50、11.43±1.63、9.48±1.71、9.82±0.63、5.59±0.55，EB的分布范围为：7.2±0.51、11.25±1.60、9.27±1.65、9.42±0.54、5.58±0.48，二者在头尾方向上的分布几乎重合。因而IgG染色可作为评估BSCB通透性的一项方便可靠的方法。 第二部分，我们采用上述IgG免疫组织化学染色评估SCI后BSCB的变化。对于组织继发性损伤的发展，我们采用HE染色评估组织受损的范围，采用NeuN免疫组织化学染色评估神经元坏死的范围。并比较了IgG染色范围与上述组织损伤范围的变化。 在损伤后0 h、4 h、8 h、24 h、72 h、1 w各个时间点，组织的损伤范围（mm）分别为3.64±0.92、6.03±0.47、7.04±0.42、7.11±0.53、9.32±0.17、8.63±0.31，IgG阳性范围分别为7.27±0.43、7.74±0.53、11.43±1.60、9.48±1.65、9.90±0.60、5.55±0.40。IgG阳性区域事实上包括了BSCB破坏的范围和IgG扩散的范围。在0 h-72 h之间，继发性损伤范围不断增加，IgG范围也呈现不断增加的趋势，其中在8 h时达到一个高峰。在72 h到1 w之间，组织损伤范围变化不明显，而IgG的范围则明显减小（p<0.05）。 为进一步研究BSCB与继发性损伤的关系，我们研究了SCI后神经元坏死的情况。我们在实验中发现，损伤后0 h在损伤区以及附近的大量神经元内出现IgG。为此我们研究了这些0 h和4 h时IgG阳性神经元以及存活神经元的分布。结果4 h时，IgG阳性神经元已消失，且存活神经元的分布与0 h时非IgG阳性神经元的分布一致。提示这些IgG阳性神经元已经死亡。而在HE和尼氏染色中，IgG阳性神经元未见明显的坏死特征。0 h时神经元的坏死范围(mm)约为1.06±0.21，到4 h时明显扩大为4.73±0.27（p<0.05）。损伤后8 h、24 h、72 h、1 w神经元的坏死范围分别为4.99±0.81、5.22±0.85、5.91±0.07、6.42±0.32，神经元坏死的范围变化不明显（p>0.05）。故NYU撞击伤后，神经元的坏死主要发生于24 h之内，早期的神经元坏死可能是由于机械性的损伤所致。 综上所述，利用IgG染色指示BSCB对内源性IgG的通透性，具有较多优势，可作为评估NYU脊髓损伤后BSCB通透性的一个方便可靠的指标。SCI后BSCB破坏的范围在72 h之内随着继发性损伤范围的增加逐渐增加，之后损伤范围逐渐稳定，BSCB破坏的范围也逐渐减小。NYU撞击伤后神经元的坏死主要为机械性损伤，且主要发生于24 h内。在SCI后神经元内出现IgG的原因和意义尚待进一步研究。