阿托伐他汀增强脊髓损伤大鼠内皮祖细胞动员及促进神经修复的实验研究

摘要

[目的]通过Allen’s法建立大鼠亚急性脊髓损伤模型，评价不同损伤能量对大鼠运动功能的影响，为研究脊髓损伤机制及其治疗提供可靠的实验模型。造模成功后，通过监测大鼠外周血内皮祖细胞与脊髓损伤灶新生血管CD31+内皮细胞，进一步研究血管内皮祖细胞与脊髓损伤后血管新生的关系。研究阿托伐他汀药物应用动员内皮祖细胞对大鼠脊髓损伤后血管新生与神经修复的作用。探讨提高内皮祖细胞水平在治疗脊髓损伤的作用机制。
　　[方法]采用改良Allen’s法，自制脊髓打击仪；成年雄性SD大鼠70只，随机分成4个实验组(n=15)与1个假手术组(n=10)，4个实验组根据撞杆重量及打击高度分为A组(10g×12.5mm，)，B组(10g×25mm，)，C组(10g×50mm，)，D组(20g×50mm，)。假手术组只行椎板切除术暴露脊髓，不予打击致伤。术后不同时间点各组大鼠进行BBB运动功能评分、斜坡实验及组织形态学观察。选用SPF级健康成年雄性SD大鼠60只，随机分成实验组与对照组。实验组采用Allen's原理制作脊髓损伤模型，以10g×50mm重物打击T10、T11致伤脊髓，对照组只行椎板切除术暴露脊髓，不予打击致伤。两组分别于术前及术后3h、6h、24h、48h、72h、168h随机选5只大鼠，从大鼠眶后静脉丛取血约0.5ml，然后采用流式细胞仪检测外周血中内皮祖细胞数量。并于术前及术后1d、4d、7d、14d随机选出4只大鼠，采用血管内皮标志物CD31免疫组化染色方法观察创伤区血管的新生情况。另选成年雄性SD大鼠30只，随机分成脊髓损伤+阿托伐他汀治疗组、脊髓损伤+生理盐水治疗组及假手术组。其中脊髓损伤+阿托伐他汀治疗组在造模成功后立即给予阿托伐他汀(1mg/kg/d)连续给予14天，生理盐水组同时给予等量生理盐水，连续给予14天。分别于伤后2小时、6小时、1天、3天、7天、14天、21天从从大鼠眶后静脉丛取血约0.5ml，然后采用流式细胞仪检测外周血中内皮祖细胞数量。另取51只大鼠分成脊髓损伤+阿托伐他汀治疗组、脊髓损伤+生理盐水组、假手术组，于1、4、7、14、21天进行BBB运动功能评分、斜坡实验，并使用4％多聚甲醛灌注取脊髓组织进行组织形态学观察及免疫组化染色观察脊髓血管新生情况。
　　[结果]
　　1.随着打击高度与重量的增加，脊髓损伤的程度呈逐渐加重的趋势。假手术组与实验组BBB运动功能评分差异显著(P<0.01)。实验A组与B组运动功能评分差异不显著，无统计学意义(P>0.05)，其余各实验组间对应时间点上BBB评分差异显著，均有统计学意义(P<0.05)。HE染色也发现同一时间段不同实验组脊髓损伤灶损伤程度存在差别。
　　2.流式细胞术检测大鼠脊髓损伤实验组与非损伤对照组外周血内皮祖细胞水平，二者于伤后3h均有所下降，实验组更明显(t=7.959，P<0.01)，6h开始上升(t=13.972，P<0.001)，24h达高峰(F=67.349，P<0.01)，随后逐渐达稳定水平。实验组高峰值明显高于对照组(t=3.166，P<0.05)。
　　3.免疫组化CD31染色研究发现，实验组创伤灶内微血管数量呈逐渐增多的趋势(F=58.115，P<0.01)，对照组微血管数量无明显变化(F=0.894，P>0.05)。其中CD31+细胞与CD31+微血管存在相关性(r=0.906，tr=3.709，P<0.05)。
　　4.BBB运动功能评分结果显示，与生理盐水治疗组比较，阿托伐他汀治疗组大鼠于伤后第14、21天其行为学功能得到有效改善(P<0.05)。
　　5.与假手术组相比较，脊髓损伤生理盐水治疗组大鼠循环血中内皮祖细胞数量表现为用药后3小时下降，然后开始逐步升高，48小时达到峰值(P<0.05)，后逐渐回到正常水平；与生理盐水治疗对照组组比较，同一个时间点的阿托伐他汀治疗组的脊髓损伤大鼠的循环血内皮祖细胞水平明显升高，并于治疗7天后达高峰(P<0.05)，后逐渐下降，但仍然维持在一个较高水平一直持续到伤后21天以上。
　　6.与假手术组相比较，脊髓损伤后盐水组、阿托伐他汀组创伤区周围14、21天微血管数量均高于假手术组(P<0.05)；阿托伐他汀治疗组伤后14天和21天创伤区周围各时间点微血管数量与盐水组相比较均不同程度升高，有统计学意义(P<0.05)。
　　[结论]
　　1.自制脊髓打击仪器采用改良Allen’s法可建立不同损伤程度的大鼠脊髓损伤模型，仪器简单，操作方便，可重复性好。可复制大鼠机械性脊髓损伤模型，为进一步研究脊髓损伤病理生理变化及治疗方法提供实验动物模型。
　　2.大鼠脊髓损伤后，外周血内皮祖细胞数量早期(伤后3小时)会出现下降，随后(伤后6小时)出现明显增加，并且创伤灶内微血管数量也逐渐增多。脊髓创伤后机体动员内皮祖细胞，归巢到创伤灶，参与局部缺血组织内血管新生，有利于损伤组织的修复，最终促进神经功能恢复。
　　3.阿托伐他汀明显增强脊髓损伤大鼠骨髓内皮祖细胞的动员，促进脊髓损伤区周围的血管新生，促进神经功能恢复。