甲基强的松龙影响脊髓损伤后内源性神经干细胞的迁移

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.36.015

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (36): 5419-5425.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.36.015

• 干细胞培养与分化 stem cell culture and differentiation • 上一篇下一篇

甲基强的松龙影响脊髓损伤后内源性神经干细胞的迁移

屈一鸣，李波，王群波，邵高海，卢旻鹏，余雨，刘佐忠，曹春风

重庆医科大学附属永川医院脊柱外科，重庆市 402160

修回日期:2016-07-06 出版日期:2016-09-02 发布日期:2016-09-02
通讯作者: 李波，副教授，硕士，硕士生导师，重庆医科大学附属永川医院脊柱外科，重庆市 402160
作者简介:屈一鸣，男，1979年生，四川省巴中市人，汉族，硕士，主治医师，主要从事脊柱外科方面的研究。
基金资助:
重庆市卫生局面上项目资助(2012-2-170)；重庆市永川区科委资助(YCSTC,2012BE5013)

Methylprednisolone effects on the migration of endogenous neural stem cells after spinal cord injury

Qu Yi-ming, Li Bo, Wang Qun-bo, Shao Gao-hai, Lu Min-peng, Yu Yu, Liu Zuo-zhong, Cao Chun-feng

Department of Spinal Surgery, Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 402160, China

Revised:2016-07-06 Online:2016-09-02 Published:2016-09-02
Contact: Li Bo, Master, Associate professor, Master’s supervisor, Department of Spinal Surgery, Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 402160, China
About author:Qu Yi-ming, Master, Attending physician, Department of Spinal Surgery, Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 402160, China
Supported by:
a grant from Chongqing Health Department, No. 2012-2-170; a grant from the Science and Technology Committee of Yongchuan District of Chongqing, China, No. 2012BE5013

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
内源性神经干细胞：主要来源于神经系统，形成神经组织，具有自我更新能力和多向分化潜能。在神经损伤后，脑室下区和海马齿状回颗粒下层的神经干细胞能够增殖，在细胞因子和其他蛋白质的作用下，增殖的干细胞可能会靶向性迁移到损伤区，分化成神经元或神经胶质细胞修复和替代坏死或凋亡的神经元。
细胞迁移：也称为细胞爬行、细胞移动或细胞运动，是指细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的梯度后而产生的移动。胚胎发育、血管生成、伤口愈合、免疫反应、炎症反应、动脉粥样硬化、癌症转移等过程中都涉及细胞迁移。损伤会造成机体部分细胞和组织的丧失，机体需要对损伤进行修复。修复有两种不同的形式：再生和纤维性修复，这两个过程都涉及细胞迁移。

摘要
背景：脊髓损伤后，内源性神经干细胞发生增殖及迁移，修复受损伤组织。甲基强的松龙作为临床用药，其对于内源性神经干细胞的作用是未知的。
目的：探讨甲基强的松龙对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖和迁移的影响。
方法：75只SD大鼠采用Allen 法建立T10 平面完全性截瘫模型，随机均分成3组：甲基强的松龙组、生理盐水组和模型组。甲基强的松龙组将1 g/L甲基强的松龙溶液10 min内按30 mg/kg的剂量腹腔注射，随后23 h按5.4 mg/(kg•h)的剂量注射，生理盐水组以相同的剂量注射生理盐水，模型组不注射任何溶剂。脊髓损伤后7，14，21，28 d行体感诱发电位检测神经功能恢复情况，BBB运动等级评分测定下肢运动功能。取损伤节段脊髓，进行免疫组化BrdU及Nestin染色。
结果与结论：①各组均有大量的BrdU和Nestin着色细胞，均在14 d达到高峰；②甲基强的松龙组能够抑制BrdU和Nestin单一着色及双着色细胞，抑制内源性神经干细胞的增殖和迁移；③BBB评分显示甲基强的松龙不能够显著改善四肢运动功能；④甲基强的松龙对于运动诱发电位潜伏期没有显著作用，但是可以促进损伤脊髓神经传导的恢复；⑤结果表明，甲基强的松龙能抑制脊髓损伤后内源性神经干细胞的增殖和迁移，对于脊髓损伤的修复具有一定阻碍作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
ORCID:0000-0002-1593-9913(李波)

关键词: 干细胞, 神经干细胞, 内源性神经干细胞, 甲基强的松龙, 脊髓损伤, 细胞增殖, 细胞迁移

Abstract:

BACKGROUND: After spinal cord injury, endogenous neural stem cells are activated to proliferate and migrate to repair damaged tissue. As a clinical medicine, methylprednisolone shows a lot of functions, but its effects on endogenous neural stem cells are still unknown.
OBJECTIVE: To explore the effects of methylprednisolone on the proliferation and migration of endogenous neural stem cells after spinal cord injury.
METHODS: Seventy-five Sprague-Dawley rats were used to make animal models of T10 complete paraplegia using Allen’s method, and randomized into methylprednisolone, normal saline and model groups. Rats in these three groups were given intraperitoneal injection of 1 g/L methylprednisolone solution at a dose of 30 mg/kg for 10 minutes and at a dose of 5.4 mg/kg/h for 23 hours, given intraperitoneal injection of normal saline at the same dose and given no treatment, respectively. Neurological and motor functions were assessed by somatosensory evoked potential and Basso Beattie Bresnahan scores at 7, 14, 21, 28 days after spinal cord injury. BrdU and Nestin staining of the injured spinal cord segment was conducted.
RESULTS AND CONCLUSION: A large amount of BrdU- and Nestin-positive cells were visible in all the groups, and the number of these cells reached the peach at 14 days after spinal cord injury. Methylprednisolone was found to inhibit BrdU-, Nestin- or double-positive cells, indicating methylprednisolone can inhibit the proliferation and migration of endogenous neural stem cells. The results of Basso Beattie Bresnahan scores showed no notable improvement in the motor function of the limbs. Methylprednisolone also showed no significant effects on the motor evoked potential latency, but promoted nerve conduction recovery. All these findings indicate that methylprednisolone has some hindering effects on spinal cord repair by inhibiting the proliferation and migration of endogenous neural stem cells after spinal cord injury.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

Key words: Spinal Cord Injuries, Neural Stem Cells, Methylprednisolone, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

屈一鸣，李波，王群波，邵高海，卢旻鹏，余雨，刘佐忠，曹春风. 甲基强的松龙影响脊髓损伤后内源性神经干细胞的迁移[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(36): 5419-5425.

Qu Yi-ming, Li Bo, Wang Qun-bo, Shao Gao-hai, Lu Min-peng, Yu Yu, Liu Zuo-zhong, Cao Chun-feng . Methylprednisolone effects on the migration of endogenous neural stem cells after spinal cord injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(36): 5419-5425.

图/表（结果） 2

2.1 实验动物数量分析 75只SD大鼠均进入结果分析。

2.2 甲基强的松龙抑制损伤脊髓内BrdU染色的细胞数量 BrdU染色的细胞数量及位置可以用于检测内源神经干细胞的增殖及迁移。在同一倍数的镜下统计BrdU阳性细胞数目(图1)。在正常的大鼠脊髓切片中，大小均匀、圆形或椭圆形的细胞，即表明内源神经干细胞存在。各组BrdU细胞阳性数目见表1。统计分析显示，生理盐水组与模型组差异无显著性意义，甲基强的松龙组各时间点BrdU阳性细胞数均低于生理盐水组，差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.3 甲基强的松龙抑制损伤脊髓内Nestin染色的细胞数量 3组各个时间段的Nestin标记的细胞数量与BrdU的变化相同(图2，表2)，均在脊髓损伤后第14天达到最峰，随后降低。Nestin标记的神经干细胞主要集中脊髓损伤的部位。统计分析显示，在各个时间点甲基强的松龙组Nestin表达阳性细胞明显低于生理盐水组，模型组与生理盐水组差异无显著性意义，提示甲基强的松龙能够明显抑制脊髓损伤大鼠的神经干细胞的扩增及迁移。

2.4 甲基强的松龙抑制BrdU⁺和Nestin⁺双阳性的细胞数量 脊髓损伤后BrdU⁺和Nestin⁺双阳性细胞在14 d达到最高，随后降低，该细胞趋向于损伤部位，并且聚集于损伤部位周围(图3)。甲基强的松龙组与生理盐水组相比差异有显著性意义，模型组与生理盐水组差异无显著性意义，见表3。

2.5 甲基强的松龙对于后肢运动无显著性作用 利用BBB评分鉴定甲基强的松龙对于脊髓损伤后下肢活动的影响，各组之间比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，可见注射甲基强的松龙对于损伤脊髓大鼠后肢运动没有显著作用，见表4。

2.6 脊髓损伤后脊髓运动诱发电位潜伏期和波幅的改变 表5显示在各时间点各组大鼠运动诱发电位潜伏期，分析可见各组大鼠运动诱发电位潜伏期比较差异无显著性意义(P > 0.05)，甲基强的松龙对于诱发电位潜伏期没有显著作用。表6显示在各时间点各组大鼠运动诱发电位波幅，可见甲基强的松龙组波幅显著比生理盐水组有所改善，即甲基强的松龙注射可以促进损伤脊髓神经传导的恢复。

参考文献

[1] Cirillo G, Colangelo AM, De Luca C, et al. Modulation of Matrix Metalloproteinases Activity in the Ventral Horn of the Spinal Cord Re-stores Neuroglial Synaptic Homeostasis and Neurotrophic Support following Peripheral Nerve Injury. PLoS One. 2016;11(3):e0152750.
[2] Trofimenko V, Hotaling JM. Fertility treatment in spinal cord injury and other neurologic disease. Transl Androl Urol. 2016;5(1):102-116.
[3] Lemmon VP, Abeyruwan S, Visser U,Jet al. Facilitating transparency in spinal cord injury studies using data standards and ontologies. Neural Regen Res.2014; 9(1): 6-7.
[4] Güzelküçük Ü, Demir Y, Kesikburun S, et al. Spinal cord injury resulting from gunshot wounds: a comparative study with non-gunshot causes. Spinal Cord. 2016 Mar 1. [Epub ahead of print]
[5] Schwab JM, Chiang N, Arita M, et al. Resolvin E1 and protectin D1 activate inflammation-resolution programmes. Nature. 2007;447(7146):869-874.
[6] Forner S, Martini AC, de Andrade EL, et al. Neuropathic pain induced by spinal cord injury: Role of endothelin ETA and ETB receptors. Neurosci Lett. 2016;617:14-21.
[7] Yeng CH, Chen PJ, Chang HK, et al. Attenuating spinal cord injury by conditioned medium from human umbilical cord blood-derived CD34? cells in rats. Taiwan J Obstet Gynecol. 2016;55(1):85-93.
[8] Dong Y, Miao L, Hei L, et al. Neuroprotective effects and impact on caspase-12 expression of tauroursodeoxycholic acid after acute spinal cord injury in rats. Int J Clin Exp Pathol. 2015;8(12): 15871-15878.
[9] Knoller N, Auerbach G, Fulga V, et al. Clinical experience using incubated autologous macrophages as a treatment for complete spinal cord injury: phase I study results. J Neurosurg Spine. 2005;3(3):173-181.
[10] Dong YZ,Yang LB,Yang L,et al.Transplantation of neurotrophin-3-transfected bone marrow mesenchymal stem cells for the repair of spinal cord injury. Neural Regen Res.2014;9(16): 1520-1524.
[11] Erlandsson A, Lin CH, Yu F, et al. Immunosuppression promotes endogenous neural stem and progenitor cell migration and tissue regeneration after ischemic injury. Exp Neurol. 2011;230(1):48-57.
[12] Bartholdi D, Schwab ME. Expression of pro-inflammatory cytokine and chemokine mRNA upon experimental spinal cord injury in mouse: an in situ hybridization study. Eur J Neurosci. 1997;9(7):1422- 1438.
[13] Mao D, Yao X, Feng G, et al. Skin-derived precursor cells promote angiogenesis and stimulate proliferation of endogenous neural stem cells after cerebral infarction. Biomed Res Int. 2015;2015:945846.
[14] Thored P, Arvidsson A, Cacci E, et al. Persistent production of neurons from adult brain stem cells during recovery after stroke. Stem Cells. 2006;24(3):739-747.
[15] Horky LL, Galimi F, Gage FH, et al. Fate of endogenous stem/progenitor cells following spinal cord injury. J Comp Neurol. 2006;498(4):525-538.
[16] Goldman S. Stem and progenitor cell-based therapy of the human central nervous system. Nat Biotechnol. 2005;23(7):862-871.
[17] Hohlfeld R, Kerschensteiner M, Meinl E. Dual role of inflammation in CNS disease. Neurology. 2007;68 (22 Suppl 3):S58-63.
[18] Yacoubian S, Serhan CN. New endogenous anti-inflammatory and proresolving lipid mediators: implications for rheumatic diseases. Nat Clin Pract Rheumatol. 2007;3(10):570-579.
[19] de Araújo RF Jr, Reinaldo MP, Brito GA, et al. Olmesartan decreased levels of IL-1β and TNF-α, down-regulated MMP-2, MMP-9, COX-2, RANK/RANKL and up-regulated SOCs-1 in an intestinal mucositis model. PLoS One. 2014;9(12):e114923.
[20] Sakthivel KM, Guruvayoorappan C. Acacia ferruginea inhibits tumor progression by regulating inflammatory mediators-(TNF-a, iNOS, COX-2, IL-1β, IL-6, IFN-γ, IL-2, GM-CSF) and pro-angiogenic growth factor- VEGF. Asian Pac J Cancer Prev. 2013;14(6):3909-3919.
[21] Aharoni R, Saada R, Eilam R, et al. Oral treatment with laquinimod augments regulatory T-cells and brain-derived neurotrophic factor expression and reduces injury in the CNS of mice with experimental autoimmune encephalomyelitis. J Neuroimmunol. 2012;251(1-2):14-24.
[22] Stirling DP, Liu S, Kubes P, et al. Depletion of Ly6G/Gr-1 leukocytes after spinal cord injury in mice alters wound healing and worsens neurological outcome. J Neurosci. 2009;29(3):753-764.
[23] Kawasaki Y, Zhang L, Cheng JK, et al. Cytokine mechanisms of central sensitization: distinct and overlapping role of interleukin-1beta, interleukin-6, and tumor necrosis factor-alpha in regulating synaptic and neuronal activity in the superficial spinal cord. J Neurosci. 2008;28(20):5189-5194.
[24] He X, Shu J, Xu L, et al. Inhibitory effect of Astragalus polysaccharides on lipopolysaccharide-induced TNF-a and IL-1β production in THP-1 cells. Molecules. 2012; 17(3):3155-3164.
[25] Boato F, Rosenberger K, Nelissen S, et al. Absence of IL-1β positively affects neurological outcome, lesion development and axonal plasticity after spinal cord injury. J Neuroinflammation. 2013;10:6.
[26] Hassanshahi G, Amin M, Shunmugavel A, et al. Temporal expression profile of CXC chemokines in serum of patients with spinal cord injury. Neurochem Int. 2013;63(5):363-367.
[27] De Filippis L, Südhof TC, Pang ZP. Harness the power of endogenous neural stem cells by biomaterials to treat spinal cord injury. Sci China Life Sci. 2015;58(11): 1167-1168.
[28] Lytle JM, Wrathall JR. Glial cell loss, proliferation and replacement in the contused murine spinal cord. Eur J Neurosci. 2007;25(6):1711-1724.
[29] Mladinic M, Nistri A. Dynamic expression of ATF3 as a novel tool to study activation and migration of endogenous spinal stem cells and their role in neural repair. Neural Regen Res. 2015;10(5):713-714.
[30] Durak H, Atmaca S, Karayi?it MÖ, et al. Effect of Mitomycin C on bFGF, TGF-β1, KGF-1 Expressions after Myringotomy: An Animal Study. J Int Adv Otol. 2015;11(3):188-191.
[31] Hall ED. Methylprednisolone for the Treatment of Patients with Acute Spinal Cord Injuries: A Propensity Score-Matched Cohort Study from a Canadian Multi-Center Spinal Cord Injury Registry. J Neurotrauma. 2016;33(10):972-974.
[32] Wang W, Wang P, Li S, et al. Methylprednisolone inhibits the proliferation and affects the differentiation of rat spinal cord-derived neural progenitor cells cultured in low oxygen conditions by inhibiting HIF-1α and Hes1 in vitro. Int J Mol Med. 2014;34(3):788-795.
[33] Jing YH, Hou YP, Song YF, et al. Methylprednisolone improves the survival of new neurons following transient cerebral ischemia in rats.Acta Neurobiol Exp (Wars). 2012;72(3):240-252.

引言

随着世界各国经济水平的发展，脊髓损伤发生率呈逐年增高的趋势。脊髓损伤是脊柱损伤最严重的并发症，常导致损伤平面以下感觉、运动功能部分或完全丧失和尿便功能障碍等^[1]，脊髓损伤的高发生率、高致残率、高耗费不仅会给患者本人带来身体和心理的严重伤害，还会对整个社会造成巨大的经济负担^[2]。脊髓损伤病理过程一般分为原发性损伤和继发性损伤^[3]。原发性损伤是机械力直接作用于脊髓局部，引起局部功能障碍，一般发生在损伤的早期^[4]。继发性损伤是一个可控制的病理过程，却可扩大损伤范围，加重原发性损伤^[4-6]。脊髓损伤引起神经元的破坏，轴突的断裂，后期会在脊髓中央形成空洞^[7]。损伤部位神经元数量的减少和传导束的断裂、华勒氏变形导致损伤脊髓功能永久性丧失^[8]。近年研究发现脊髓内部本身有干细胞，其对于脊髓修复具有重要作用。目前研究较多的有神经干细胞、胚胎干细胞、间充质干细胞和许旺细胞等^[9-11]，存在诸如取材不便、免疫排斥及医学伦理学等问题的限制，制约了其在急性脊髓损伤治疗中的应用，目前的研究多聚集在内源性神经干细胞上^[11]。甲基强的松龙在临床上应用广泛，能够抑制脊髓损伤后炎症反应，减轻继发损伤等^[12-13]。国外研究者在大鼠实验中发现甲基强的松龙对于脊髓恢复不具有促进作用^[14-16]。关于甲基强的松龙对脊髓内源性神经干细胞的影响，目前很少见报道。为揭开甲基强的松龙的作用实质，实验旨在研究甲基强的松龙对于脊髓损伤后神经干细胞增殖和迁移的影响。

材料方法

1.1 设计 随机对照动物实验。

1.2 时间及地点 实验于2013年4月至2015年3月在重庆医科大学附属永川医院中心实验室完成。

1.3 材料

1.3.1 实验动物 健康SD成年大鼠75只，雌性，体质量200-250 g，由重庆医科大学实验动物中心提供。

1.3.2 实验主要试剂 甲基强的松龙(辉瑞公司)；生理盐水(太极西南药业股份有限公司)；无菌PBS(Hyclone公司)；小鼠抗大鼠BrdU(1︰100)抗体、免疫组化染色试剂盒(北京中杉金桥生物技术有限公司)；巢蛋白(Nestin)抗体(1︰200) (Abcam公司)；40 g/L多聚甲醛(加拿大BioBasic公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 急性脊髓损伤动物模型制备 以T₁₀棘突为中心，无菌下行背部正中切口，显露T₈_-₁₂棘突及椎板，切除T₁₀棘突及椎板，暴露脊髓。应用改良Allen打击法，将15 g重物从10 cm高度垂直落下，造成T₁₀节段急性脊髓损伤。如脊髓组织出现水肿、出血，大鼠出现摆尾反射，双下肢及躯体回缩扑动，双后肢迟缓性瘫痪，表明撞击成功。

1.4.2 实验分组及试剂注射 将制作成功的完全瘫痪大鼠随机平均分成3组：模型组、生理盐水对照组、甲基强的松龙组。甲基强的松龙以生理盐水配置成质量浓度为1 g/L的溶液，甲基强的松龙组动物在脊髓损伤后30 min内按30 mg/kg的剂量经腹腔内注射，随后23 h内按5.4 mg/(kg•h)的剂量注射，分3次注射(8 h/次)。生理盐水对照组动物注射同剂量生理盐水。模型组不注射任何溶剂。BrdU在脊髓损伤后2 h内按50 mg/kg的剂量腹腔注射，连续7 d。

1.4.3 运动诱发电位检测及运动功能评分 在模型制作后7，14，21，28 d每组各取5只动物，采用SC-II型电生理刺激仪(蚌埠实用技术研究所研制)和EJD-IV型生物信号处理系统(第二军医大学研制)记录运动诱发电位，评定神经功能恢复情况。刺激电极阴极置于T₉、T₁₀间隙，阳极置于T₁₀、T₁₁间隙；接收电极刺入后肢股二头肌，正负极距离1 cm；参考电极夹住大鼠腹部。刺激参数：刺激强度2 mA，频率3 Hz，延时1 ms，间隔33 ms，波宽0.200 ms、叠加60次，分析时程60 ms，连续观察5 h。

上述指标检测完毕后采用BBB运动等级评分测评5只大鼠下肢运动功能。然后对所有大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠麻醉，灌注取材，取出损伤节段及损伤节段以上2 mm左右脊髓组织，进行石蜡包埋及切片。

1.4.4 免疫组织化学染色 按如下步骤行免疫组织化学染色：①梯度乙醇中脱蜡至水；②微波抗原修复20 min(柠檬酸抗原修复液)；③冷却至室温，并用双蒸水清洗2遍；④体积分数为3%H₂O₂室温消除内源性过氧化物酶10 min；⑤0.01 mol/L PBS清洗3次，每次10 min；⑥体积分数为5%山羊血清封闭37 ℃ 30 min；⑦滴加一抗体工作液(Nestin抗体1︰200稀释，BrdU抗体1︰100稀释)，4 ℃过夜；⑧0.01 mol/L PBS清洗3次，每次10 min；⑨滴加二抗-辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgG，37 ℃孵育30 min；⑩0.01 mol/L PBS清洗3次，每次10 min；?滴加生物素-卵白素-辣根过氧化物酶复合物，37 ℃孵育30 min；?0.01 mol/L PBS清洗3次，每次10 min；?DAB显色，镜下控制染色深度；?自来水清洗；?苏木精复染；?梯度乙醇脱水，二甲苯透明，中性树胶封固。阴性对照用PBS代替一抗。取完整的横切片，每隔5张取1张，每个标本取5张。在同一倍数的镜下统计BrdU阳性细胞和Nestin阳性细胞数量。BrdU标记新增殖的细胞，碱性磷酸酶染色显示为暗紫色；Nestin标记神经干细胞，过氧化物酶染色为猩红色。

1.5 主要观察指标 ①各组不同时间点BrdU和Nestin阳性细胞数量；②BrdU⁺和Nestin⁺双阳性的细胞数量；③各组大鼠下肢运动评分；④脊髓损伤后脊髓运动诱发电位。

1.6 统计学分析 所有结果以SPSS 13.0软件统计分析，数据以x(_)±s表示，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

脊髓损伤按发生机制可以分为原发性损伤与继发性损伤^[3]，大量研究表明，脊髓损伤引起的炎症反应具有神经损伤与神经保护的双重效果^[17]。炎症趋化因子和细胞因子能够补充、激活免疫细胞和中枢神经细胞，在促进和维持炎症反应的过程中起关键作用^[18]。大量的炎症因子和炎症细胞介导了脊髓损伤后炎症反应发生发展过程，比较重要的有如下几种^[19-20]：淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β及趋化因子等。脊髓损伤可以导致脱髓鞘反应，产生的髓鞘碱性蛋白可激活T细胞。活化后的T细胞表面出现大量细胞黏附分子，易与血管内皮细胞黏附使T细胞进入中枢神经系统，抑制轴突的枯死并发挥神经保护作用^[21]。脊髓损伤早期中性粒细胞迅速进入损伤区域，并在24 h内达到峰值，活化的中性粒细胞和巨噬细胞通过释放细胞因子、自由基、类花生四烯酸和蛋白酶产生神经细胞毒性^[22]。脊髓损伤后15 min检测到肿瘤坏死因子α mRNA的表达，至损伤后1 h，其表达水平达到最大值。脊髓损伤后期，肿瘤坏死因子α可诱导神经元和少突胶质细胞的死亡，导致运动和感觉功能的丧失^[23-24]。白细胞介素1β可以协同NF-κB、肿瘤坏死因子α、INF-γ上调黏附分子的表达，介导损伤后的炎症反应，引起继发性损伤^[19-20]。脊髓损伤后30 min，白细胞介素1β在神经元和轴突中表达；损伤后5 h，在小胶质细胞中检测到白细胞介素1β的表达^[25]。趋化因子是细胞因子的一个亚家族，具有促炎和迁移的作用，在脊髓损伤引发的炎症反应中作为免疫细胞的化学诱导物^[26]。

神经干细胞是一种具有自我更新能力的多潜能分化细胞，在神经损伤后，脑室下区和海马齿状回颗粒下层的神经干细胞能够增殖，在细胞因子和其他蛋白质的作用下，增殖的干细胞可能会靶向性迁移到损伤区，分化成神经元或神经胶质细胞修复和替代坏死或凋亡的神经元^[27-28]。在迁移过程中，炎症因子、生长因子、趋化因子等通过一系列信号转导途径引导干细胞的迁移^[29]。在脊髓损伤后，由炎症因子及趋化因子介导的内源性神经干细胞激活增殖。炎症因子及趋化因子的强弱既是促进炎症对于损伤的不利因素，也是促进神经干细胞分化，恢复细胞学基础的有利因素^[30]。因此炎症因子的平衡，对于脊髓损伤是关键。

BrdU可以结合到正在复制的DNA中，染色的细胞数量及位置可以用于检测内源神经干细胞的增殖及迁移。BrdU阳性细胞数越多，提示内源性神经干细胞增殖快。研究结果显示，生理盐水组BrdU阳性细胞数与模型组差异无显著性意义，可见生理盐水对于脊髓损伤不具有任何作用。脊髓损伤14 d后，BrdU阳性的细胞数达到高峰，并且向损伤的部位集中。甲基强的松龙组各时间点BrdU阳性细胞数均显著低于生理盐水组。研究结果还显示，生理盐水组Nestin标记的细胞数量与模型组差异无显著性意义，而甲基强的松龙组各时间点Nestin标记的细胞数量均显著低于生理盐水组。可见甲基强的松龙能抑制内源性神经干细胞的增殖和迁移。而在BrdU⁺和Nestin⁺双阳性细胞方面，甲基强的松龙组与生理盐水组相比差异有显著性意义。关于后肢运动BBB评分，3组组间比较差异无显著性意义，可见甲基强的松龙对于损伤脊髓大鼠后肢运动没有显著作用。研究结果显示，关于运动诱发电位潜伏期，各组间比较差异无显著性意义，而在运动诱发电位波幅方面，甲基强的松龙组比生理盐水组有所改善，差异有显著性意义，可见甲基强的松龙对于诱发电位潜伏期没有显著作用，而甲基强的松龙注射可以促进损伤脊髓神经传导的恢复。

Hall等^[31]研究则发现甲基强的松龙能够抑制血栓素合成酶的活性，减缓前列腺素的生成，减轻损伤脊髓组织中微小血管的痉挛，从而改善损伤脊髓组织的微循环，提高对于脊髓损伤的修复作用。另外，甲基强的松龙还能够维持细胞膜Na-K-ATP酶的活性，保证钙离子的外流，确保神经冲动的正常。Wang等^[32]研究也发现，在体外诱导培养低氧环境中，能够抑制脊髓神经干细胞的分化。Jing等^[33]研究也发现甲基强的松龙能够提高大鼠缺氧后神经元的存活率。

综上所述，甲基强的松龙对于脊髓损伤的修复具有一定阻碍作用。但是鉴于甲基强的松龙对于抑制炎症的作用，其在脊髓修复中的作用还需要进一步平衡的研究。

文章快阅

延伸阅读

急性脊髓损伤分为原发性损伤和继发性损伤两个阶段，而活性脂质过氧化反应在继发性损伤中起关键作用。美国3次全国急性脊髓损伤研究(NASCIS)表明，大剂量应用甲基强的松龙可通过多种机制阻止脊髓继发性损伤的发生，且是目前被明确肯定疗效的药物。甲基强的松龙治疗创伤性脊髓损伤具有神经保护作用，但确切机制不清。1981年，Means以猫脊髓损伤为模型，发现甲基强的松龙能显著改善神经功能及缩小损伤区域；Braughler和Hall报道脊髓损伤后应用甲基强的松龙不仅能增强Na⁺-K⁺ATP酶的活性，还能减少乳酸的含量，从而有效地抑制继发性脊髓损伤；激素的抗脂质过氧化作用被认为是激素神经保护功能的主要机制，研究表明大剂量甲基强的松龙可减轻损伤后继发性组织水肿，改善微循环，减少氧自由基生成，减少钙内流，维持神经元兴奋性，促进神经功能恢复等。随着研究进一步深入，关于甲基强的松龙应用于治疗急性脊髓损伤的疗效一直存在争议，虽基础研究表明甲基强的松龙能有效治疗急性脊髓损伤，但临床试验结论却并不一致。多篇反对甲基强的松龙治疗的文献公开发表，主要质疑NASCIS研究在设计和统计方法学上的不足以及甲基强的松龙所带来的并发症。实际上，对于脊髓损伤患者，极其轻微的神经功能恢复对患者的生活质量都是至关重要的，因此，尽管甲基强的松龙不能作为处理急性脊髓损伤患者的一种标准治疗方案，但在目前没有证据证明其他药物有效的前提下，甲基强的松龙仍能作为一种可供选择的治疗方案。

甲基强的松龙影响脊髓损伤后内源性神经干细胞的迁移

Methylprednisolone effects on the migration of endogenous neural stem cells after spinal cord injury

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 2

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]	蒲锐, 陈子扬, 袁凌燕. 不同细胞来源外泌体保护心脏的特点与效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-.
[2]	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.
[3]	林清凡, 解一新, 陈婉清, 叶振忠, 陈幼芳. 人胎盘源间充质干细胞条件培养液可上调缺氧状态下BeWo细胞活力和紧密连接因子的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 4970-4975.
[4]	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.
[5]	张秀梅, 翟运开, 赵杰, 赵萌. 类器官模型国内外数据库近10年文献研究热点分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1249-1255.
[6]	刘聪, 刘肃. miR-17-5p调控低氧诱导因子1α介导脂肪细胞分化及血管生成的分子机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1069-1074.
[7]	王正东, 黄娜, 陈婧娴, 郑作兵, 胡鑫宇, 李梅, 苏晓, 苏学森, 颜南. 丁酸钠抑制氟中毒可诱导小胶质细胞活化及炎症因子表达增多[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1075-1080.
[8]	汪显耀, 关亚琳, 刘忠山. 提高间充质干细胞治疗难愈性创面的策略[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1081-1087.
[9]	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.
[10]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[11]	谢文佳, 夏天娇, 周卿云, 刘羽佳, 顾小萍. 小胶质细胞介导神经元损伤在神经退行性疾病中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1109-1115.
[12]	李珊珊, 郭笑霄, 尤冉, 杨秀芬, 赵露, 陈曦, 王艳玲. 感光细胞替代治疗视网膜变性疾病[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1116-1121.
[13]	焦慧, 张一宁, 宋雨晴, 林宇, 王秀丽. 乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1122-1128.
[14]	王诗琦, 张金生. 中医药调控缺血缺氧微环境对骨髓间充质干细胞增殖、分化及衰老的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1129-1134.
[15]	曾燕华, 郝延磊. 许旺细胞体外培养及纯化的系统性综述[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1135-1141.