天麻素干预脊髓损伤模型兔运动功能及神经生长相关蛋白43的表达

doi:10.12307/2021.160

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (29): 4626-4631.doi: 10.12307/2021.160

• 组织构建实验造模 experimental modeling in tissue construction • 上一篇下一篇

天麻素干预脊髓损伤模型兔运动功能及神经生长相关蛋白43的表达

张衡，张贤平，戴厚杰，黄昌钊，王锐英

桂林医学院附属医院四肢创伤外科，广西壮族自治区桂林市 541001

收稿日期:2020-10-26 修回日期:2020-10-29 接受日期:2020-12-14 出版日期:2021-10-18 发布日期:2021-06-02
通讯作者: 王锐英，主任医师，教授，硕士生导师，桂林医学院附属医院四肢创伤外科，广西壮族自治区桂林市 541001
作者简介:张衡，男，1992年生，河南省驻马店市人，汉族，桂林医学院在读硕士，主要从事神经损伤修复、脊柱骨病研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(81460198)，项目负责人：王锐英

Gastrodin interferes with motor function recovery and growth associated protein-43 expression in a rabbit model of spinal cord injury

Zhang Heng, Zhang Xianping, Dai Houjie, Huang Changzhao, Wang Ruiying

Department of Traumatic Surgery for Limbs, the Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin 541001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China

Received:2020-10-26 Revised:2020-10-29 Accepted:2020-12-14 Online:2021-10-18 Published:2021-06-02
Contact: Wang Ruiying, Chief physician, Professor, Master’s supervisor, Department of Traumatic Surgery for Limbs, the Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin 541001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
About author:Zhang Heng, Master candidate, Department of Traumatic Surgery for Limbs, the Affiliated Hospital of Guilin Medical University, Guilin 541001, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81460198 (to WRY)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
天麻素：是中药天麻的主要生物活性成分，其相对分子质量为295.38，分子式为C13H18O7•1/2H2O，具有较好的镇静和安眠作用，对神经衰弱、失眠、头痛症状有缓解作用。
神经生长相关蛋白43：是一种轴突膜蛋白及神经特异性的蛋白质，参与神经细胞外生长及突触发育形成和神经细胞再生。在脊髓损伤修复中，神经生长相关蛋白43是轴突再生中的标志性蛋白。

背景：研究报道，天麻素在脊髓损伤中具有抗炎、抗氧化及神经保护作用。
目的：研究天麻素对动物脊髓损伤中运动功能的恢复及神经生长相关蛋白43表达的影响。
方法：将30只新西兰大白兔随机分为假手术组、对照组、实验组，每组10只。对照组、实验组应用改良Allen’s打击法建立脊髓损伤模型，实验组静脉注射天麻素100 mg/(kg•d)，假手术组和对照组各静脉注射10 mL生理盐水，连续给药7 d。造模后1，3，5，7 d，对各组大鼠进行神经功能评分和神经电生理检测；造模7 d后取损伤部位脊髓组织，进行苏木精-伊红染色、尼氏染色、Western blot检测、免疫荧光观察。实验方案经桂林医学院动物实验伦理委员会批准(批准编号为GMC201805018)。
结果与结论：①实验组造模后不同时间点的后肢神经功能评分明显高于对照组(P < 0.05)；②与假手术组比较，对照组造模后不同时间点的运动诱发电位发作潜伏期变长(P < 0.05)，峰间振幅降低(P < 0.05)；与对照组比较，实验组造模后3，5，7 d的运动诱发电位发作潜伏期缩短(P < 0.05)，峰间振幅升高(P < 0.05)；③苏木精-伊红染色显示，对照组可见脊髓空洞，结构不完整，灰质与白质界限不清，灰质中神经元坏死凋亡；实验组可见空洞坏死，脊髓组织结构完整性好，灰质结较为清晰；④尼氏染色显示，对照组无神经元，可见大量胶质细胞增生；实验组可见神经元存活，胶质细胞增生相对较少；⑤Western blot检测与免疫荧光观察显示，对照组与实验组的神经生长相关蛋白43表达高于假手术组，实验组明显高于对照组；⑥结果表明，天麻素能够促进脊髓损伤兔运动功能的恢复，并且可能通过增加神经生长相关蛋白43的表达来促进脊髓神经轴突的再生。

https://orcid.org/0000-0002-7446-7979 (张衡)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 天麻素, 脊髓损伤, 神经损伤与修复, 神经生长相关蛋白43, 神经功能, 实验动物

Abstract: BACKGROUND: Studies have reported that gastrodin has anti-inflammatory, antioxidant and neuroprotective effects in the treatment of spinal cord injury.
OBJECTIVE: To study the effect of gastrodin on the recovery of motor function and the expression of growth associated protein-43 (GAP-43) in animals with spinal cord injury.
METHODS: Thirty New Zealand white rabbits were divided into sham operation group, control group and experimental group, with 10 rabbits in each group. The control and experimental groups used modified Allen’s percussion method to establish a spinal cord injury model. The experimental group was injected with 100 mg/(kg•d) gastrodin intravenously. The sham operation and control groups were injected with 10 mL of normal saline intravenously for 7 continuous days. At 1, 3, 5, and 7 days after modeling, the rats in each group were scored for neurological function and neuroelectrophysiological testing; at 7 days after modeling, the injured spinal cord tissue was taken and stained with hematoxylin-eosin and Nissl, and used for western blot detection, immunofluorescence observation. The experimental protocol was approved by the Animal Experiment Ethics Committee of Guilin Medical University, with an approval No. GMC201805018.
RESULTS AND CONCLUSION: The neurological function scores of the hind limbs were significantly higher in the experimental group than the control group at different time points after modeling (P < 0.05). Compared with the sham operation group, the latency period of motor evoked potential seizures at different time points after modeling in the control group became longer (P < 0.05), and the peak-to-peak amplitude decreased (P < 0.05). Compared with the control group, in the experimental group, the motor evoked potential latency was shortened (P < 0.05), and the peak-to-peak amplitude increased (P < 0.05) at 3, 5, and 7 days after modeling. Hematoxylin-eosin staining showed that in the control group, syringomyelia was seen, the structure was incomplete, the boundary between gray matter and white matter was unclear, and neurons in the gray matter were necrotic and apoptotic, while the experimental group showed cavitation and necrosis, intact spinal cord tissue, and relatively clear gray matter nodes. Nissl staining showed that there were no neurons but a large amount of glial cells proliferated in the control group; in the experimental group, neurons survived and glial cells proliferated relatively less. Western blot detection and immunofluorescence observation showed that the GAP-43 protein expression was highest in the experimental group, higher in the control group and lowest in the sham operation group. To conclude, gastrodin can promote the recovery of motor function in rabbits after spinal cord injury, and may promote axonal regeneration in the injured spinal cord by increasing the expression of GAP-43 protein.

Key words: gastrodin, spinal cord injury, nerve injury and repair, growth associated protein-43, neurological function, experimental animal

中图分类号:

张衡, 张贤平, 戴厚杰, 黄昌钊, 王锐英. 天麻素干预脊髓损伤模型兔运动功能及神经生长相关蛋白43的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(29): 4626-4631.

Zhang Heng, Zhang Xianping, Dai Houjie, Huang Changzhao, Wang Ruiying. Gastrodin interferes with motor function recovery and growth associated protein-43 expression in a rabbit model of spinal cord injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(29): 4626-4631.

图/表（结果） 6

2.2 各组改良Tarlov评分比较 Mann-Whitney U检验统计学分析显示，对照组与实验组在造模后1 d的改良Tarlov评分比较差异无显著性意义(P > 0.05)，实验组造模后3，5，7 d的改良Tarlov评分明显高于对照组(P < 0.05)；组内不同时间点比较采用Kruskal-Wallis 检验显示，对照组和实验组随着时间的增加改良Tarlov评分有明显变化(P < 0.05)，见表1。

2.3 各组运动诱发电位检测结果假手术组在各个时间段中的发作潜伏期与峰间振幅无明显变化；实验组与对照组造模后1 d的发作潜伏期与峰间振幅比较差异无显著性意义(P > 0.05)，造模3 d以后，实验组的发作潜伏期值下降较对照组明显(P < 0.05)，峰间振幅值的升高较对照组明显(P < 0.05)，见表2。

2.4 各组脊髓组织病理切片苏木精-伊红与尼氏染色脊髓横切面苏木精-伊红染色显示，假手术组可见脊髓结构完整，灰质与白质染色清晰，灰质中神经元清晰可见；对照组可见脊髓空洞，结构不完整，灰质与白质界限不清，灰质中神经元坏死凋亡，如箭头所示；与对照组相比，实验组脊髓组织结构完整性好，可见空洞坏死，但灰质结较为清晰，见图2。脊髓标本纵切面苏木精-伊红染色显示，假手术组白质中轴突条理清晰，连续；对照组可见轴突连续性中断，伴溶解坏死；与对照组相比，实验组虽有连续性中断与溶解坏死，但组织损伤程度较对照组轻，见图2。

尼氏染色显示，假手术组镜下神经元清晰可见；对照组镜下未找到神经元，可见大量胶质细胞增生；与对照组相比，实验组镜下可见神经元存活，且胶质细胞增生相对较少，见图3。

2.5 各组脊髓损伤组织中神经生长相关蛋白43的表达量 Western blot检测结果表明，假手术组神经生长相关蛋白43表达量相对较少，对照组与实验组高于假手术组，且实验组明显高于对照组，见图4。

2.6 免疫荧光检测脊髓组织中神经生长相关蛋白43的表达结果造模7 d后荧光显微镜下可见，假手术组神经生长相关蛋白43表达不明显，而对照组神经生长相关蛋白43蛋白表达量明显高于假手术组，实验组与对照组相比神经生长相关蛋白43表达更加明显，见图5。

参考文献

[1] 常有军,杨幼平,孙增春,等.脊髓损伤康复研究现状[J].临床医学进展,2019,9(3):354-358.
[2] Spinal Cord Injury (SCI) 2016 Facts and Figures at a Glance. J Spinal Cord Med. 2016;39(4):493-494.
[3] KARIMI-ABDOLREZAEE S, BILLAKANTI R. Reactive astrogliosis after spinal cord injury-beneficial and detrimental effects. Mol Neurobiol. 2012;46(2):251-264.
[4] ZHAO J, YAO Y, XU C, et al. Expression of the neural specific protein, GAP-43, dramatically lengthens the cell cycle in fibroblasts. Int J Dev Neurosci. 2009;27(6):531-537.
[5] ZHANG ZL, GAO YG, ZANG P, et al. Research progress on mechanism of gastrodin and p-hydroxybenzyl alcohol on central nervous system. Zhongguo Zhong Yao Za Zhi. 2020;45:312-320.
[6] LIU XC, WU CZ, HU XF, et al. Gastrodin Attenuates Neuronal Apoptosis and Neurological Deficits after Experimental Intracerebral Hemorrhage. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2020;29:104483.
[7] GRUNER JA. A monitored contusion model of spinal cordinjuryin the rat. J Neurotrauma. 1992;9(2):123-126.
[8] YOUNG W. Spinal cord contusion models. Prog. Brain Res. 2002;137: 231-255.
[9] 张瑞平.SPIO纳米颗粒标记BMSCs移植治疗兔脊髓损伤的MR活体示踪[D].太原:山西医科大学,2011.
[10] 何鹏,陈玉,高峰,等.失神经及制动后兔肱骨骨密度与生物力学性能的对比研究[J].中国骨质疏松杂志,2019,25(12):1680-1684,1720.
[11] ZHANG RG, PENG ZW, WANG HH, et al. Gastrodin ameliorates depressive-like behaviors and up-regulates the expression of BDNF in the hippocampus and hippocampal-derived astrocyte of rats. Neurochem Res. 2014;39:172-179.
[12] TARLOV IM, KLINGER H. Spinal cord compression studies. II. Time limits for recovery after acute compression in dogs. AMA Arch Neurol Psychiatry. 1954;71(3):271-290.
[13] REECET B, TRIBBLE CG, OKONKWO DO, et al. Early adenosine receptor activation ameliorates spinal cord reperfusion injury. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2008;9:363-367.
[14] FANG H, ZHANG JP, ZHANG JC, et al. The effects of REM-PCL on motor evoked potential in spinal cord ischemiare perfusion injury. J Hosp Pharm. 2015;35(12):5-11.
[15] ANWAR MA, Al SHEHABI TS, EID AH. Inflammogenesis of Secondary Spinal Cord Injury. Front Cell Neurosci. 2016;10:98.
[16] OYINBO CA. Secondary injury mechanisms in traumatic spinal cord injury: a nugget of this multiply cascade. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2011;71(2):281-299.
[17] MUKHAMEDSHINA YO, GRACHEVA OA, MUKHUTDINOVA DM, et al. Mesenchymal stem cells and the neuronal microenvironment in the area of spinal cord injury. Neural Regen Res. 2019;14(2):227-237.
[18] GOMES ED, SILVA NA, SALGADO AJ. Combinatorial therapies for spinal cord injury: strategies to induce regeneration. Neural Regen Res. 2019;14(1):69-71.
[19] LIU XH, BOTCHWAY BENSON OA, TAN XN, et al. Resveratrol treatment of spinal cord injury in rat model. Microsc Res Tech. 2019;82:296-303.
[20] FANG H, ZHANG JC, YANG M, et al. Perfusion of gastrodin in abdominal aorta for alleviating spinal cord ischemia reperfusion injury. Asian Pac J Trop Med. 2016;9:688-693.
[21] DU F, WANG X, SHANG B, et al. Gastrodin ameliorates spinal cord injury via antioxidant and anti-inflammatory effects. Acta Biochim Pol. 2016; 63(3):589-593.
[22] DE OLIVEIRA MR, BRASIL FB, FURSTENAU CR. Nrf2 Mediates the Anti-apoptotic and Anti-inflammatory Effects Induced by Gastrodin in Hydrogen Peroxide-Treated SH-SY5Y Cells. J Mol Neurosci. 2019;69: 115-122.
[23] JIAO M, YIN KZ, ZHANG T, et al. Effect of the SSeCKS-TRAF6 interaction on gastrodin-mediated protection against 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-induced astrocyte activation and neuronal death. Chemosphere. 2019;226:678-686.
[24] JKUSIK BRANDON W, HAMMOND DENA R,UDVADIA AVA J, Transcriptional regulatory regions of gap43 needed in developing and regenerating retinal ganglion cells. Dev Dyn. 2010;239:482-495.
[25] ZHANG L, WANG ZJ, LI B, et al. The inhibition of miR-17-5p promotes cortical neuron neurite growth via STAT3/GAP-43 pathway. Mol Biol Rep. 2020;47:1795-1802.

引言

材料方法

1.1 设计完全随机设计，动物观察实验，重复测量方差分析。
1.2 时间及地点实验于2019年8月至2020年1月在桂林医学院骨科重点实验室内完成。
1.3 材料
1.3.1 主要药物、试剂与仪器天麻素(陕西博森生物制药股份集团有限公司生产，批号：20181118，200 mg/支)；神经生长相关蛋白43抗体(7B10，索莱宝科技生物有限公司)；免疫荧光二抗[Goat Anti-Mouse IgG(H+L)Fluor488，Affinity Biosciences]；DAPI、RIPA裂解液(索莱宝科技生物有限公司)；SDS-PAGE蛋白上样缓冲液(碧云天生物技术有限公司)；正置荧光显微镜DM-FL2000(北京长恒荣创科技有限公司)；扫描电子显微镜EM-30AX(北京天耀科技有限公司)；化学发光成像系统 Western blot成像分析(Clinx上海勤翔)。
1.3.2 实验动物 30只健康清洁级新西兰大白兔，6月龄，体质量为(2.5±0.2) kg，雌雄不拘，由桂林医学院科学实验动物中心提供，许可证号：SCK(湘)2019-0015。每只实验兔在独立笼中饲养，专用颗粒兔维持饲料每日投食50 g，2次/d。饲料购自北京科澳协力饲料有限公司。动物房室内温度保持在20-25 ℃，湿度保持在40%-70%，每天保证12 h的光照。采用随机数字表将30只实验兔分为假手术组、对照组和实验组，每组10只。
1.4 实验方法

1.4.1 脊髓损伤模型的建立及干预对照组、实验组采用改良Allen’s打击法建立脊髓损伤模型[7]，每只兔子予1.5%戊巴比妥钠30 mL/kg进行耳缘静脉麻醉。麻醉成功后，俯卧位用绷带固定兔子四肢于手术板上，进行术区备皮。用标记笔沿第12肋骨定位到T12，根据棘突向上标记到T10(图1A)。以T10为中心上下切开2 cm，咬去棘突、椎弓根等，完全暴露出T10对应的脊髓段(图1B)，注意保护脊髓及神经根；采用自制打击器(质量18 g，直径0.3 cm，高度10 cm)进行打击[8]，可见兔子双下肢伸直状态，呈弛缓性瘫痪，即造模成功[9]。术口每天使用碘伏擦拭后纱布覆盖。并予肌肉注射青霉素40×104 U/d[10]，连续给药3 d。辅助排便排尿2次/d。假手术组只进行手术暴露，不行打击，每天耳缘静脉注射生理盐水10 mL，对照组造模后立即静脉注射生理盐水10 mL，实验组造模后立即静脉注射天麻素100 mg/kg[11]，共注射7 d。

1.4.2 神经功能评价造模后1，3，5，7 d，运用改良Tarlov评分标准进行神经功能评价[12-13]。改良Tarlov评分标准：0级，后肢无活动，不能负重；1级，后肢可见活动但不能负重；2级，后肢活动频繁或有力，不能负重；3级，后肢可支持体质量，能走一两步；4级，可行走，仅有轻度障碍；5级，行走正常。
1.4.3 运动诱发电位的检测造模后1，3，5，7 d，应用 BL-420S实验系统(由上海益联科教设备有限公司生产)记录实验兔后肢运动诱发电位[14]。记录方法：首先在兔子的右后肢运动投影区域使用牙钻钻出3.0 mm的圆孔(位于颅骨中心矢状线的左2.5 mm和左上角2.5 mm的上侧)，打开硬脑膜和内膜，然后用直径为2.0 mm的无菌单极记录电极银球通过与内膜连接记录内膜的电极波。记录的发作潜伏期包括开始刺激的时间点到N波峰值出现的时间点(ms)，记录的峰间振幅包括从N波的峰值到P波的谷(mV)。其次，将2个0.05 mm的无菌银球单极电极插入右小腿肌肉(距离为 2.5 cm)，以4 Hz刺激频率和5 mA强度刺激电脉冲进行。实验结束后，缝合头皮。
1.4.4 脊髓组织取材及病理学观察造模7 d后麻醉下立即取出损伤处标本，长约2 cm，予40 g/L多聚甲醛固定24 h后，乙醇梯度脱水、透明、浸蜡、包埋、切片，切片厚度为8 μm，行苏木精-伊红染色、尼氏染色观察轴突与神经元病理情况。
1.4.5 Western blot检测脊髓组织神经生长相关蛋白43的蛋白表达水平将脊髓组织标本充分研磨后，加入裂解液，4 ℃下12 000 r/min离心10 min，取上清液，加入蛋白缓冲液在 100 ℃沸水中煮沸10 min，12 000 r/min离心1 min，储存备用。根据BCA法测定蛋白浓度，配置10%丙烯酰胺凝胶，电泳缓冲液清洗上样孔，将准备好的样品进行上样电泳：恒压80 V 30 min后，改为恒压120 V 60 min，转膜至PVDF膜(目的近转膜参数：恒流200 A，80 min左右适当调整；内参GAPDH转膜参数：恒流200 A，60 min)。封闭：5%牛奶封闭2 h，加入一抗(神经生长相关蛋白43抗体，稀释比1∶400) 4 ℃孵育过夜后，用TBST洗膜3次，每次5 min；二抗封闭[二抗Goat Anti-Mouse IgG(H+L)与液稀释比1∶3 000]室温下孵育 1 h，TBST洗膜3次，每次5 min，曝光，拍照记录，用Image J灰度值分析软件各组神经生长相关蛋白43相对表达水平(目的蛋白表达相对值=目的条带灰度值/GAPDH灰度值)。
1.4.6 免疫荧光检测神经生长相关蛋白43表达取脊髓标本切片，脱蜡至水后置于盛满柠檬酸抗原修复液的修复盒中，进行抗原修复，脱脂牛奶封闭30 min，滴加一抗(神经生长相关蛋白43抗体)于湿盒内4 ℃孵育过夜，洗涤后滴加荧光二抗[Goat Anti-Mouse IgG(H+L)]覆盖组织避光RT孵育 60 min，洗涤后切片稍甩干后在圈内滴加DAPI染液，避光RT孵育3-5 min，洗涤3次，每次5 min，树脂封骨，荧光显微镜下观察(DAPI紫外激发波长330-380 nm，发射波长420 nm，蓝光；FITC激发波长465-495 nm，发射波长515-555 nm，绿光)。
1.5 主要观察指标各组苏木精-伊红染色、尼氏染色、Western blot检测、免疫荧光观察结果。
1.6 统计学分析采用SPSS 20.0软件进行统计学处理。采用Shapiro-Wilk检验进行正态性分析，符合正态分布的计量资料以x±s表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间多重比较行LSD-t检验；不同时点多组间比较采用重复测量设计的方差分析。非正态分布的计量资料以M(P25，P75)表示，两组间采用Mann-Whitney U检验，多组间比较采用Kruskal-Wallis 检验。P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

脊髓损伤主要包括原发性损伤和继发性损伤，具有极高的致残率，继发性损伤是导致细胞凋亡和神经元功能丧失的主要因素[15]。局部损伤引起的炎症反应、缺血、凋亡途径的激活及其他复杂性生物反应(如水肿、兴奋性毒性、自由基产生等)导致细胞损伤凋亡及轴突脱髓鞘，这一过程又相互循环促进，使得创伤进一步加重并扩大到最初的病变区域之外[16-17]。因此，脊髓损伤的早期药物治疗主要是减轻局部炎症反应、保护神经元、促进神经轴突功能的修复[18]。目前脊髓损伤早期采用大剂量的甲基强的松龙治疗，能够有效抑制炎症反应，但对脊髓损伤修复的疗效缺乏共识[19]。
天麻素作为天麻的主要成分之一具有较好的镇静和安眠作用，对神经衰弱、失眠、头痛等症状有缓解作用。FANG等[20]报道，天麻素能够显著降低脊髓损伤中线粒体内超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的表达水平，以及肿瘤坏死因子、白细胞介素1β、白细胞介素1b、白细胞介素8、活性氧等炎症因子的表达水平，从而抑制线粒体氧化和炎症反应。此外，DU等[21]报道了天麻素能够促进核因子样2、γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚基和γ-谷氨酰半胱氨酸连接酶修饰亚基的mRNA表达，来增强Nrf2/GCLC/GCLM的信号通路，进而改善氧化应激和炎症反应，使脊髓损伤后血脊髓屏障的通透性降低，达到脊髓神经的保护作用。目前天麻素在脊髓损伤中抗炎、抗氧化的作用研究较为深入，此次实验进一步研究了天麻素是否可促进脊髓损伤中运动功能的恢复及轴突中神经生长相关蛋白43的表达。
此次实验改良Tarlov评分结果显示，假手术组后肢神经功能评分正常，证实了脊髓暴露过程中未损伤到神经；对照组与实验组相比造模后第1天未见明显差异，考虑与部分未损伤脊髓神经的震荡或休克有关；造模3 d后，实验组评分中位数高于对照组，组内不同时间点比较，实验组与对照组在脊髓损伤后都有恢复，但总体比较表明实验组优于对照组。运动诱发电位检测结果与改良Tarlov评分结果相符，实验组与对照组造模后1 d的运动诱发电位未见明显差异，造模后3 d后两组间差异逐渐增大。改良Tarlov评分与神经电生理结果证明，天麻素对神经运动功能的恢复有促进作用，这一机制考虑与天麻素的抗炎及神经保护着作用有关。LIU等[6]研究表明，天麻素能够显著提高Bcl-2蛋白的表达，降低Bax、活性caspase-3和活性caspase-9的表达水平，保护神经元免受凋亡。ZHANG等[5]报道天麻素还能够通过调节神经递质来增加脑神经营养因子(如脑源性神经营养因子和胶质细胞源性神经营养因子)的mRNA表达，并进一步抑制受损神经元的凋亡。苏木精-伊红染色的脊髓标本显示，假手术组脊髓组织结构清晰，镜下未见炎细胞浸润；对照组中脊髓灰质与白质分界不清，镜下大量炎细胞浸润，神经元溶解凋亡；实验组中灰质结构完整性较好，镜下炎症细胞少量浸润，结果与天麻素的抗炎、抗氧化作用一致。尼氏染色的病理切片显示，假手术组可见大量神经元细胞；对照组镜下未见神经元细胞，可见大量增生的胶质细胞；实验组中镜下可见少量神经元细胞，这与DE OLIVEIRA等[22]研究一致，天麻素能够保护神经元的坏死与凋亡；与对照组相比，实验组镜下可见少量胶质细胞增生，这与JIAO等[23]报道天麻素能减弱星形胶质细胞激活相一致。在脊髓损伤修复过程中有多种神经因子以及相关蛋白的参与，其中神经生长相关蛋白43为膜外蛋白且呈磷酸化形式，在轴突生长锥中大量表达，通过稳定F-肌动蛋白来增强视锥中的丝虫形成，从而在轴突生长和引导中发挥作用[24]，因此轴突再生对于神经运动功能的恢复有着最重要的作用。实验中神经生长相关蛋白43的Western blot检测和免疫荧光检测显示，假手术组神经生长相关蛋白43表达量相对较低，对照组明显高于假手术组，表明脊髓损伤后神经生长相关蛋白43表达明显增加；与对照组相比，实验组表达量显著增加，结果证明天麻素能够促进神经生长相关蛋白43的表达，对于轴突再生有着积极的作用。ZHANG等[25]研究表明， miR-17-5p/STAT3/GAP-43通路在调节皮质神经元轴突生长中起关键作用，因此天麻素可能成为脊髓损伤中新的治疗方法。
综上所述，实验证明天麻素能够促进脊髓损伤模型中运动功能的恢复，并且可能通过增加神经生长相关蛋白43的表达来促进神经轴突的再生，进而促进脊髓损伤的修复。实验周期较短，下一步将增加天麻素治疗周期，并探究天麻素促进神经生长相关蛋白43表达的具体机制。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

天麻素干预脊髓损伤模型兔运动功能及神经生长相关蛋白43的表达

Gastrodin interferes with motor function recovery and growth associated protein-43 expression in a rabbit model of spinal cord injury

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 6

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	闵友江, 姚海华, 孙洁, 周璇, 余航, 孙前谱, 洪恩四. 磁共振评价“三通针法”对脊髓损伤患者脑功能的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-8.
[2]	蒋红英, 朱亮, 余曦, 黄靖, 向小娜, 兰正燕, 何红晨. 富血小板血浆干预脊髓损伤患者压力性损伤的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1149-1153.
[3]	万然, 史旭, 刘京松, 王岩松. 间充质干细胞分泌组治疗脊髓损伤的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1088-1095.
[4]	孔德胜, 何晶晶, 冯宝峰, 郭瑞云, Asiamah Ernest Amponsah, 吕飞, 张舒涵, 张晓琳, 马隽, 崔慧先. 间充质干细胞修复大动物模型脊髓损伤疗效评价的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1142-1148.
[5]	马斌祥, 何万庆, 周广超, 关永林. 雷公藤内酯醇改善大鼠脊髓损伤后的运动障碍[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 701-706.
[6]	谭荣镑, 魏波, 李广盛. Nrf2-ARE调控神经-血管交互作用参与脊髓损伤后的神经修复[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(35): 5694-5701.
[7]	闵友江, 姚海华, 孙洁, 周璇, 余航, 孙前谱, 洪恩四. 磁共振评价“三通针法”对脊髓损伤患者脑功能的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(29): 4600-4607.
[8]	王博, 白胜超, 李文博, 王琳. 高强度跳跃肌腱损伤即刻冷水浸没干预模型兔髌腱组织内的炎症反应和胶原重塑[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(29): 4619-4625.
[9]	孙建威, 杨新明, 张瑛. 孟鲁司特联合骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤模型大鼠[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(25): 3962-3969.
[10]	徐伟龙, 左媛, 辛大奇, 贺晨阳, 赵鹏, 史鸣, 周博源, 刘雅婷, 赵岩. 急性钳夹型脊髓损伤模型大鼠造模方式的选择：一项网状Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3767-3772.
[11]	闫鹏, 马玉斐, 崔京福, 郝少飞, 刘金辉, 关春雷, 王潇燃, 杨小玉. 阳极阻滞电刺激骶神经根重构膀胱功能的作用机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3684-3689.
[12]	田婷, 李晓光. 脊髓损伤再生修复中的问题与挑战[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(19): 3039-3048.
[13]	任炳开, 郑怡彬, 黄磊文, 吴繁辉, 杨东. 呼吸道管理及纤维支气管镜治疗创伤性颈脊髓损伤的价值[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(18): 2902-2907.
[14]	陈星颖, 郝飞, 高钰丹, 赵文, 段红梅, 杨朝阳, 李晓光. 康复训练结合神经营养因子3-壳聚糖支架改善脊髓损伤大鼠骨骼肌形态和运动功能[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(16): 2514-2520.
[15]	吴存书, 詹晓萱, 赵思怡, 黄帆, 张悦, 丘明旺, 夏静娴, 卢晓波. 运用雷达图对脊髓损伤步态训练进行系统评价再评价的质量和效果[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(14): 2287-2296.