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摘要
目的探讨丙戊酸(VPA)联合骨髓间充质干细胞(BMSCs)促进大鼠急性脊髓损伤(SCI)修复的可行性及其作用机制。方法选取34周龄健康雄性SD幼鼠5只,在无菌条件下取出双侧干骺端完整的胫骨及股骨,截除干骺骨端,暴露骨髓腔,收集骨髓细胞体外分离培养BMSCs,对第3代BMSCs进行流式细胞仪检测鉴定,并调配成浓度为1×106/mL的BMSCs细胞悬液脊髓移植备用。选取8周龄SD大鼠60只,按随机数字表法分为对照组、SCI模型组、VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组5组,每组12只。每组又按照术后取材时间不同随机分为第7、14天2个亚组,每个亚组6只。对照组12只大鼠仅显露T11脊髓背侧面不作SCI模型,其他4组(48只)大鼠采用改良Allen法制备脊髓损伤模型。模型制备成功后,对照组、SCI模型组在相应脊髓损伤节段一次性注入0.9%氯化钠注射液1 mL,同时300 mg/kg皮下注射0.9%氯化钠注射液,每12 h 1次,直至取材;VPA治疗组、BMSCs移植组除在脊髓损伤节段一次性注入0.9%氯化钠注射液1 mL外,分别给予皮下注射300 mg/kg VPA和1×106/mL的BMSCs细胞悬液1 mL,每12 h 1次,直至取材;VPA+BMSCs联合治疗组在脊髓损伤节段一次性注入1×106/mL的BMSCs细胞悬液1 mL,同时给予皮下注射300 mg/kg VPA,每12 h 1次,直至取材。术后第12 h、7天、14天各组大鼠采用BBB评分法对下肢运动功能进行评定比较。第7天、14天BBB评分后,切取损伤脊髓节段脊髓组织制备切片,进行HE染色,光学显微镜下测量对比各组脊髓空洞的面积;免疫组织化学染色,观察对比术后第14天各组凋亡相关蛋白Caspase-3的表达情况;TUNEL染色观察对比术后第14天各组脊髓神经细胞凋亡情况,并计算对比脊髓神经细胞凋亡指数(AI)。结果 (1)显微镜下观察显示,第3代BMSCs细胞形态均一,呈长梭形;流式细胞仪检测显示,BMSCs特异性表面标志物CD34阳性率为0.83%,CD44阳性率为99.4%,提示BMSCs。(2)组内比较:与损伤前比较,对照组损伤后BBB评分差异无统计学意义;SCI模型组、VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组损伤后不同时间点BBB评分均明显降低,但随着时间延长BBB评分逐渐升高,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。组间比较:在损伤后的不同时间点,SCI模型组、VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组BBB评分均明显低于对照组,VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组的BBB评分均高于SCI模型组,VPA+BMSCs联合治疗组BBB评分均高于VPA治疗组、BMSCs移植组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。(3)对照组脊髓组织学形态正常;VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组脊髓空洞面积均小于SCI模型组,VPA+BMSCs联合治疗组脊髓空洞面积小于VPA治疗组和BMSCs移植组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。(4)在损伤后不同时间点对照组偶见Caspase-3表达,SCI模型组、VPA治疗组BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组Caspase-3表达明显高于对照组,VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组Caspase-3表达明显低于SCI模型组,VPA+BMSCs联合治疗组Caspase-3表达明显低于VPA治疗组和BMSCs移植组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。(5)TUNEL染色检测脊髓细胞凋亡结果显示:SCI模型组、VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组脊髓细胞凋亡指数均大于对照组,VPA治疗组、BMSCs移植组、VPA+BMSCs联合治疗组脊髓细胞凋亡指数均小于SCI模型组,VPA+BMSCs联合治疗组脊髓细胞凋亡指数均明显低于VPA治疗组和BMSCs移植组,差异均有统计学意义(P值均<0.05)。结论VPA联合BMSCs移植可促进大鼠SCI修复,特别在减少脊髓空洞的形成、下调Caspase-3的表达、抑制神经细胞凋亡以及促进运动神经功能恢复等方面具有协同作用。
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单位河北北方学院附属第一医院; 河北省儿童医院; 神经内科
