舒芬太尼复合丙泊酚全身麻醉在脐血间充质干细胞移植治疗脊髓损伤中的应用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.45.008

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
丙泊酚的神经保护作用：丙泊酚可能通过降低代谢率、减少脑组织耗氧；抑制线粒体通透性转换孔，抗脂质过氧化反应；激活细胞外调节蛋白激酶转导的通路；抑制细胞钙超载及炎性细胞因子表达，抑制细胞凋亡等机制来发挥神经保护作用。
舒芬太尼的神经保护作用：舒芬太尼可能是通过抑制炎性反应过度表达，调节神经损伤局部及相应脊髓节段组织Bcl-2和Caspase-3的表达，抑制神经细胞凋亡，起到减轻神经损伤的作用。

摘要
背景：临床工作中发现，舒芬太尼及丙泊酚对神经系统损伤有很好的保护作用。
目的：观察丙泊酚联合舒芬太尼在脐血间充质干细胞移植治疗脊髓损伤中的作用。
方法：取Wistar大鼠45只，采用Allens重物坠落法制备急性脊髓损伤模型，脊髓损伤后6 h随机分为3组，联合组尾静脉注射脐血间充质干细胞悬液0.5 mL(细胞浓度为1×10⁵ L^-1)，同时尾静脉注射舒芬太尼0.5 μg/kg、丙泊酚1.0-1.5 mg/kg；干细胞组尾静脉注射脐血间充质干细胞悬液0.5 mL(细胞浓度为1×10⁵ L^-1)；对照组尾静脉注射含体积分数5%胎牛血清LDMEM培养液 30 μL。注射后15，60 min时，检测血清S100β蛋白水平；脊髓损伤后1，2，4，6，8周，检测斜板实验运动功能评分与BBB评分；脊髓损伤后第4周，观察脊髓组织病理变化；脊髓损伤后1，2周，检测血管内皮生长因子蛋白表达。
结果与结论：①干预后15，60 min时，联合组血清S100β蛋白水平低于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组低于对照组(P < 0.05)；②脊髓损伤后2，4，6，8周，联合组斜板实验运动功能评分与BBB评分高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组高于对照组(P < 0.05)；③脊髓损伤后第4周，对照组脊髓组织损伤严重，神经纤维较少；干细胞组可见增生的脊髓组织及少量再生轴突、PKH-26标记的阳性干细胞；联合组可见大量的神经轴索样结构及PKH-26标记的阳性干细胞；④脊髓损伤后1，2周，联合组血管内皮生长因子蛋白高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组高于对照组(P < 0.05)；⑤结果表明，丙泊酚、舒芬太尼联合脐血间充质干细胞可加快脊髓损伤大鼠后肢功能的恢复，促进脊髓损伤的修复。

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: 0000-0001-8512-3402(李文亮)

关键词: 干细胞, 脐带脐血干细胞, 丙泊酚, 脐血间充质干细胞, 舒芬太尼, 脊髓损伤, 干细胞移植, 麻醉

Abstract:

BACKGROUND: Sufentanil and propofol are both found to have good neuroprotective effects on neurological damage in clinical practice.
OBJECTIVE: To investigate the effect of propofol combined with sufentanil in umbilical cord blood mesenchymal stem cells transplantation for the treatment of spinal cord injury.
METHODS: Sixty-five Wistar rats were selected to make animal models of acute spinal cord injury using Allen’s method. Six hours after modeling, these rats were randomly assigned into combined group (injection of 2×10⁷/L human umbilical cord blood mesenchymal stem cell suspension (0.5 mL) plus injection of 1.0-1.5 mg/kg propofol and 0.5 μg/kg sufentanil via the tail vein), stem cell group (injection of 2×10⁷/L human umbilical cord blood mesenchymal stem cell suspension (0.5 mL) via the tail vein), or control group (injection of 30 μL of LDMEM containing 5% fetal bovine serum). S100β protein level in serum was detected in each group at 15 and 60 minutes after injection. Motor function of rat in each group was assessed by Basso Beattie Bresnahan (BBB) scoring and incline plane test at 1, 2, 4, 6, 8 weeks after modeling. Pathological changes of the spinal cord were observed at 4 weeks after modeling. Expression of vascular endothelial growth factor was detected using western blot assay at 1 and 2 weeks after modeling.
RESULTS AND CONCLUSION: After 15 and 60 minutes of intervention, S100β protein level was lowest in the combined group followed by the stem cell and control groups (P < 0.05). At 2, 4, 6, 8 weeks after modeling, scores on the incline plane test and BBB were ranked as follows: combined group > stem cell group > model group (P < 0.05). At 4 weeks after modeling, severe damage to the spinal cord and few nerve fibers were found in the control group; spinal cord hyperplasia and a few of regenerated axons and PKH-26-positive stem cells appeared in the stem cell group; while in the combined group, there were a large amount of PKH-26-positive stem cells and nerve axon-like structures. At 1 and 2 weeks after modeling, the highest protein level of vascular endothelial growth factor was found in the combined group followed by the stem cell group and control group (P < 0.05). To conclude, these findings indicate that propofol and sufentanil in umbilical cord blood mesenchymal stem cell transplantation therapy can promote the recovery of hindlimb function after spinal cord injury, thereby promoting the functional recovery of rats from 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: Stem Cells, Cord Blood Stem Cell Transplantation, Propofol, Sufentanil, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

李文亮，佟冬怡. 舒芬太尼复合丙泊酚全身麻醉在脐血间充质干细胞移植治疗脊髓损伤中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(45): 6739-6745.

Li Wen-liang, Tong Dong-yi. Sufentanil combined with propofol anesthesia as an aid to umbilical cord blood mesenchymal stem cell transplantation for the treatment of spinal cord injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(45): 6739-6745.

图/表（结果） 2

2.1 脐血间充质干细胞的形态及标记效果 培养四五天后，细胞呈长梭形或多角形并出现有丝分裂，部分细胞克隆呈集落状生长，形态呈单一的长梭形，胞体中央膨大；培养八九天，细胞铺满培养瓶底面，成漩涡状生长，漩涡中心的细胞为复层生长，周围大部分细胞胞体呈单层的漩涡状或辐射状；PKH-26标记的脐血间充质干细胞在荧光显微镜下呈红色荧光，FCM检测细胞标记率达99%，见图1。

2.2 造模过程中动物一般情况 造摸后死亡动物3只，重新给予补足。

2.3 各组血清S100β蛋白水平比较 干预后15，60 min时，联合组血清S100β蛋白水平低于干细胞组、对照组 (P < 0.05)，干细胞组低于对照组(P < 0.05)，见表1。

2.4 各组斜板实验、BBB评分结果

斜板实验运动功能评分：脊髓损伤后2，4，6，8周，联合组评分高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组高于对照组(P < 0.05)，见表2。

BBB运动功能评分：脊髓损伤后1周，联合组评分高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组与对照组比较差异无显著性意义；脊髓损伤后2，4，6，8周，联合组评分高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组高于对照组(P < 0.05)，见表3。

2.5 各组脊髓组织组织学变化 苏木精-伊红染色后可观察到，对照组脊髓损伤区部分组织坏死，脊髓结构破坏较为严重，灰白质结构紊乱，细胞及血管周围间隙扩大，神经纤维排列稀疏甚至断裂，有少量瘢痕形成；干细胞组脊髓损伤区有许多增生的脊髓组织充填，脊髓组织中空泡小而少，损伤区近端有较多再生轴突，并开始向损伤区伸展；联合组可见较多的神经轴索样结构，而干细胞组和对照组则少见，见图2；干细胞组及联合组荧光显微镜下均可见散在PKH-26染色的阳性细胞数，且联合组大于干细胞组[(12.87±2.39)%，(41.04± 5.17)%，P < 0.05]，对照组未见PKH-26染色的阳性细胞数，见图3。

2.6 各组血管内皮生长因子蛋白表达情况 脊髓损伤后1，2周，对照组脊髓损伤处血管内皮生长因子蛋白相对表达量逐渐减少，干细胞组、联合组逐渐增多；联合组不同时间点的血管内皮生长因子蛋白相对表达量高于干细胞组、对照组(P < 0.05)，干细胞组不同时间点的血管内皮生长因子蛋白相对表达量高于对照组(P < 0.05)，见表4。

参考文献

[1] Monti MM,Lutkenhoff ES,Rubinov M,et al.Dynamic change of global and local information processing in propofol-induced loss and recovery of consciousness. PLoS Comput Biol.2013;9(10): e1003271.
[2] Guan D,Chen Z,Huang C,et al.Attachment, proliferation and differentiation of UCMSCs on gas-jet/electrospun nHAP/PHB fibrous scaffolds.Appl Surf Sci.2008;255(2):324-327.
[3] Jiang X,Ai C,Shi E,et al.Neuroprotection against spinal cord ischemia-reperfusion injury induced by different ischemic postconditioning methods: roles of phosphatidylinositol 3-kinase-Akt and extracellular signal-regulated kinase. Anesthesiology. 2009;111(6): 1197-1205.
[4] Xiang SY, Dusaban SS, Brown JH, et al. Lysophospholipid receptor activation of RhoA and lipid signaling pathways.Biochim Biophys Acta.2013; 1831(1): 213-222.
[5] 许霁虹,张铁铮,刘晓江,等.不同剂量丙泊酚对老年患者心血管功能的影响[J].临床麻醉学杂志,2004,20(8): 451-452.
[6] Li CH,Lee RP,Lin YL,et al.The treatment of propofol induced the TGF-β1 expression in human endothelial cells to suppress endocytosis activities of monocytes. Cytokine.2010;52(3):203-209.
[7] Wang HY,Wang GL,Yu YH,et al.The role of phosphoinositide-3-kinase/Akt pathway in propofol-induced postconditioning against focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rats.Brain Res. 2009;1297(10):177-184.
[8] Chen LJ,Sun BH,Qu JP,et al.Avermectin induced inflammation damage in king pigeon brain. Chemosphere. 2013;93(10):2528-2534.
[9] Wang ZZ,Yong JH.Texture analysis and classification with linear regression model based on wavelet transtorm.IEEE Trans Image Process. 2008; 17(8): 1421-1430.
[10] Brambilla R, Bracchi-Ricard V,Hu WH, et al.Inhibition of astroglial nuclear factor κB reduces inflammation and improves functional recovery after spinal cord injury.J Exp Med,2005;202(1):145-156.
[11] Dosenko VE,Nagibin VS,Tumanovskaya LV,et al. Postconditioning prevents apoptotic necrotic and autophagic cardiomyocyte cell death in culture.Fiziol Zh.2005; 51(3):12-17.
[12] 蒋松鹤,林海燕,何蓉.督脉、夹脊电针对脊髓损伤大鼠功能康复的影响[J].中华针灸电子杂志,2015,4(1):7-12.
[13] 訾英,范广宇,朱悦.脊髓干细胞移植对脊髓损伤后神经功能的影响[J].中华实验外科杂志,2006,23(10): 1257-1258.
[14] Adembri C,Venturi L,Tani A,et al.Neuroprotective effects of propofol in models of cerebral ischemia: inhibition of mitochondrial swelling as a possible mechanism.Anesthesiology.2006;104(1):80-89.
[15] 余奇劲,杨洁,陈娟.缺学前和缺血后联合应用丙泊酚对兔脊髓缺血再灌注损伤的保护作用[J].中华临床医师杂志, 2011,5(20):5955-5959.
[16] 冯玉,白文芳,许伟成,等.低频电磁场促进脐血间充质干细胞移植修复大鼠脊髓损伤的实验研究[J].中国组织工程研究,2013,17(32):5819-5826.
[17] Morizane K,Ogata T,Morino T,et al.A novel thermoelectric cooling device using Peltier modules for inducing local hypothermia of the spinal cord: The effect of local electrically controlled cooling for the treatment of spinal cord injuries in conscious rats. Neurosci Res.2012;72(3):279-282.
[18] Zhou YJ,Liu JM,Wei SM,et al.Propofol promotes spinal cord injury repair by bone marrow mesenchymal stem cell transplantation. Neural Regen Res. 2015;10 (8): 1305-1311
[19] Miyanji F,Furlan JC,Aarabi B,et al.Acute cervical traumatic spinal cord injury: MR imaging findings correlated with neurologic outcome--prospective study with 100 consecutive patients. Radiology. 2007; 243(3): 820-827.
[20] Kahn RA,Stone ME,Moskowitz DM.Anesthetic consideration for descending thoracic aortic aneurysm repair. Vasc Anesth.2007;11(3):205-223.
[21] 刘鲲鹏,廖旭,薛富善,等.舒芬太尼的药理学和临床应用[J].药物临床与应用,2005,7(6):454-457.
[22] 谢丽萍,代志刚,王胜,等.舒芬太尼预处理在大鼠肝缺血再灌注损伤中的作用及其与p28 MAKP关系的研究[J].重庆医学,2014,43(23):3037-3039.
[23] 刘鲲鹏,孙海涛,薛富善,等.不同剂量舒芬太尼预处理对大鼠的延迟性心肌保护作用[J].中华麻醉学杂志,2009, 29(5):405-408.
[24] 李进,袁世荧,丰新民,等.舒芬太尼延迟预处理对兔心肌缺血再灌注损伤的影响[J]中麻醉学杂志,2009,29(8): 692-695.
[25] 孙海涛,薛富善,刘鲲鹏,等.COX-2和mito-KATP通道在舒芬太尼预处理对心肌缺血再灌注大鼠延迟性心肌保护中的作用[J].中华麻醉学杂志,2010,30(4):456-460.
[26] Park DY, Mayle RE, Smith RL, et al.Combined Transplantation of Human Neuronal and Mesenchymal Stem Cells following Spinal Cord Injury.Global Spine J.2013;3(1):1-6.
[27] Cui X,Chen L,Ren Y,et al.Genetic modification of mesenchymal stem cells in spinal cord injury repair strategies.Biosci Trends.2013;7(5):202-208.
[28] 刘艳.瑞舒芬太尼和丙泊酚在脊柱侧凸矫正术唤醒试验中的应用[J].中国医师进修杂志, 2009,32(9):43-44.
[29] Duan DP,Su Q,Hu W,et al.Analysis of chronergy for treatment of spinal cord injury with the allogeneic bone mesenchymal stem cells (UCMSCs) transplantation in rats.Zhongguo Gu Shang.2013;26(10):845-849.
[30] Oliveri RS,Bello S,Biering-Sørensen F.Mesenchymal stem cells improve locomotor recovery in traumatic spinal cord injury: systematic review with meta-analyses of rat models.Neurobiol Dis.2014;62: 338-353.
[31] 王颖,王海云,王国林,等.丙泊酚后处理对大鼠脑缺血性损伤的保护作用[J].天津医科大学学报,2009,15(3): 376-378.

引言

目前临床上常用神经营养药及康复治疗来挽救濒临坏死的神经元缺血半暗带，促进神经功能恢复^[1-2]。然而脊髓神经元并没有自我修复能力，因此很难达到预期的临床效果^[3-6]。研究发现，在脊髓损伤区域植入脐血间充质干细胞可诱导损伤区微血管再生，抑制炎症因子的表达，释放生长因子，使神经细胞得到再生和重建。因此有学者提议移植的理想供体可由干细胞来充当^[7-8]。脐血间充质干细胞在一定条件下对损伤区域有修复作用，但在神经系统损伤区域的修复作用却令人不甚满意，可能原因有：脊髓损伤后的继发出血、缺血坏死，氧自由基引起的神经细胞损伤等^[9-11]。同时在临床工作中发现，舒芬太尼及丙泊酚对神经系统损伤有着很好的保护作用，进一步查阅文献发现，目前干细胞移植治疗神经修复为目前研究的热点，进而激发了将舒芬太尼及丙泊酚与干细胞联合治疗脊髓损伤的想法。

舒芬太尼可能是通过抑制炎性反应过度表达，调节神经损伤局部及相应脊髓节段组织Bcl-2和Caspase-3的表达，抑制神经细胞凋亡，起到减轻神经损伤的作用。丙泊酚具有起效快、清除迅速、不良反应小、可降低氧代谢率和抑制细胞凋亡等的优点，能够降低脑缺血再灌注损伤，已在临床上得到广泛应用。

因此，推测在大鼠脊髓损伤区域植入脐血间充质干细胞并尾静脉注入舒芬太尼及丙泊酚，可能在脊髓损伤中起到很好的效果。研究旨在观察脊髓损伤区脐血间充质干细胞移植、舒芬太尼及丙泊酚联合注入对大鼠生理功能及后肢运动功能的影响。

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2014年7月至2015年12月在内蒙古医学院实验动物中心完成。

1.3 材料

实验动物：雌性Wistar大鼠45只，体质量200- 250 g，购于内蒙古医学院实验动物中心，许可证号：SCXK(内蒙古)2005-0008。

细胞及主要试剂：脐血间充质干细胞(内蒙古医学院实验动物中心，冻存)；舒芬太尼(江苏恩华药业股份有限公司)；丙泊酚(西安力邦制药有限公司)；L-DMEM培养基(美国Gibco BRL公司产品)；PBS(上海纪宁实业有限公司)；流式细胞术检测用荧光抗体(美国BD公司)；EDTA(天津市化学试剂一厂)；胰蛋白酶(GibcoBRL公司)；细胞培养箱(美国Thermo Forma公司)，PKH-26、谷氨酞胺(美国Sigma公司)；兔抗羊IgG(上海安研商贸有限公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 PKH-26标记脐血间充质干细胞 将复苏的脐血间充质干细胞接种于培养皿，置于含体积分数5%胎牛血清的DMEM培养基中培养。第1次传代后，每3 d按 1∶3比例传代，进行扩增培养。在黑暗环境中，将1 mL LDMEM培养基(含体积分数5%胎牛血清)和5 μL PKH-26溶液放入1.5 mL离心管中，离心后即得PKH-26标记液。当细胞贴壁达80%时，倒掉离心管内液体，用PBS冲洗3次，加入40 µL/cm² PKH-26标记液，置于含体积分数5%CO₂的培养箱中，37 ℃温育20 min。弃液，37 ℃下加入LDMEM溶液(含体积分数5%胎牛血清)5 mL，温育 10 min。弃去溶液，用培养液洗涤3次。对细胞的标记形态及标记效果进行观察。注射实验选用第5代细胞。

1.4.2 实验动物分组及干预 将45只Wistar大鼠进行麻醉、固定并剃毛，暴露大鼠棘突和椎板，切除T₈_-₉的棘突及部分椎板，并切除黄韧带，显露出硬脑膜。按照改良Allen法操作方法依次设计打击锤质量为10 g、打击高度为2.5 cm，进行脊髓打击，鼠尾及双后肢可见痉挛性伸直片刻后又松弛表示造模成功^[12]。于大鼠脊髓损伤模型建立后至排尿反射恢复前，人工挤尿3次/d。将大鼠随机分为3组，每组15只，脊髓损伤6 h后，联合组尾静脉注射脐血间充质干细胞悬液0.5 mL(细胞浓度为1×10⁵ L^-¹)，同时尾静脉注射舒芬太尼0.5 μg/kg、丙泊酚1.0-1.5 mg/kg；干细胞组尾静脉注射脐血间充质干细胞悬液0.5 mL(细胞浓度为1×10⁵ L^-¹)；对照组尾静脉注射含体积分数5%胎牛血清LDMEM培养液30 μL。

1.5 主要观察指标

血清S100β蛋白检测：各组干预后15，60 min时，取大鼠1.5 mL动脉血，检测血清S100β蛋白含量。

后肢运动功能评价：脊髓损伤后1，2，4，6，8周，采用BBB评分、斜板实验评价后肢运动功能。①BBB评分^[11]：共22级，0级，后肢完全瘫痪；21级，功能正常，主要观察关节活动次数，运动负荷及范围，前肢、后肢及前爪、后爪、尾巴的协调程度；②斜板实验：将大鼠放置在光滑的木板上，体轴垂直于板的垂直轴，每个试验斜板的角度增加5°，当最大角度时大鼠可停留5 s，则认为有功能价值^[13]。

病理观察：于脊髓损伤后的第4周，每组各随机取2只大鼠，行腹腔注射麻醉、开胸，直至心脏暴露，由升主动脉为入口对大鼠进行插管处理，插管深度至右心耳，40 g/L多聚甲醛固定，生理盐水冲洗。从病变部位取长约1 cm的完整脊髓，经分级系列乙醇脱水，纵向切片，厚约20 μm，行苏木精-伊红染色并观察。随机取10个视野，用高倍荧光显微镜(×200)观察，计数每个视野内PKH-26的阳性细胞数，取其平均值。

Western blot检测：于脊髓损伤后的1，2周，每组各随机取5只大鼠，提取细胞总蛋白。用冰预冷的PBS冲洗掉残余在细胞培养皿中的培养液，冲洗3次后，加入1 mL PBS，应用细胞刮将细胞刮下，将细胞收集置EP管，1 500 r/min离心5 min；轻缓吸取上清液后弃去，然后加入1 mL细胞裂解液进行细胞的裂解，摇匀后放置冰上保持45 min及以上，然后置于4 ℃下低温超高速离心机上9 000 r/min离心5 min，提取总蛋白，分装并通过BCA法测定蛋白质浓度。吸取总蛋白的50 μg，置入等体积的2×上样缓冲液中，以98 ℃下变性10 min。上离心机离心后抽取上样30 μL，分离，经半干法电转移至PVDF 膜上，采用5%脱脂奶粉，在37 ℃下封闭2 h，后置入HRP标记的兔抗羊IgG(以 1∶1 000比例稀释)，4 ℃下过夜，应用TBST洗膜5 min×4次，37 ℃孵育2 h，PBS洗膜2次，ECL法检测。应用UVI凝胶成像系统进行摄像以Image-Pro Plus 8.0软件分析条带的灰度值。Western blot检测血管内皮生长因子蛋白表达。

1.6 统计学分析 所有数据采用x(_)±s表示，实验数据采用SPSS 17.0统计学软件进行分析，采用单因素方差分析进行不同组之间差异的比较，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

脐血间充质干细胞移植已成为神经系统治疗的重要工具^[14-15]。脊髓损伤区域行脐血间充质干细胞移植后，可形成突触连接。大量研究表明，修复脊髓损伤的有效方法之一是细胞移植^[16]。在局部微环境的影响下，存在于移植区的脐血间充质干细胞可增生、分化，以取代受损组织。许多学者认为，该细胞要想在移植区发挥作用，需要先在体外条件下培养，当分化为神经前体细胞后再移植到受损部位，才会发挥相应的作用^[17-18]。脊髓损伤后，采用神经干细胞移植治疗的效果并不理想，但与舒芬太尼、丙泊酚等药物治疗相结合进行综合治疗取得了良好效果^[19-23]。

舒芬太尼可保护中枢系统减轻或免受损伤。此外，因舒芬太尼起效迅速、清除速率快，能够抑制细胞凋亡且少有不良反应，已被广泛应用于临床，其已被广泛应用于脊柱损伤手术的麻醉及康复治疗^[17]。此外研究有表明，舒芬太尼能够抑制心肌细胞、肝脏细胞等组织器官细胞的凋亡^[19]；近年来有一些研究表明，舒芬太尼能够抑制神经细胞的凋亡，阿片类物质在脑缺血再灌注损伤病理生理演变过程中的作用很重要，阿片受体激动剂能够通过该机制起到缺血后脑组织的保护作用^[20]。相关报道显示，舒芬太尼有着很好的镇痛效果，并且能够穿过血脑屏障和细胞膜，是阿片类中安全性最高的一个^[21-23]。舒芬太尼对周围神经损伤有一定保护作用，并可能是通过抑制炎性反应过度表达、调节神经损伤局部及相应脊髓节段组织Bcl-2和Caspase-3的表达，抑制神经细胞凋亡，减轻神经损伤，间接地达到促进神经损伤修复的作用。舒芬太尼可抑制免疫炎性反应，降低周围神经损伤局部的破坏程度，减轻髓鞘的破坏，改善超微结构，从而利于坐骨神经的再生。舒芬太尼可以通过促进Bcl-2的表达、抑制Bax的表达，抑制脊髓神经元的凋亡及促进S100β蛋白的表达，而有利于神经的修复。Caspase-3是多种凋亡途径的共同下游效应部分，是凋亡过程中的最关键的凋亡执行蛋白，在凋亡执行中起核心作用^[24]。Bcl-2不但可作为 Caspase-3的上游调控机制，参与对 Caspase-3活性的调节，还可作为Caspase-3的直接底物，作用于 Caspase-3的下游，二者在细胞凋亡过程中既相互联系又相互制约^[25]。有研究表明，Bcl-2的过度表达可使活化的Caspase-3阻断，从而保护神经组织。

丙泊酚可抑制自由基的生成，发挥抗氧化活性，防止自由基链反应，抑制脂质过氧化反应，因此，丙泊酚可降低神经氧代谢率，调解特定细胞通路。S100β蛋白是神经组织中的一种酸性钙结合蛋白。研究表明，脊髓损伤后血清S100β蛋白含量增加，早期应用丙泊酚能够降低血清S100β蛋白水平，降低脊髓组织总钙含量，减少脊髓含水量，在一定程度上提供神经保护作用。相关研究证实，丙泊酚可通过调节电压依赖性钙离子通道抑制外钙内流和内钙释放。对血管起到舒张作用，还可通过维持其他电解质的稳定，减轻再灌注损伤，对脊髓损伤起到一定的保护作用^[26-31]。神经系统损伤后予以丙泊酚干预，能够使是损伤后的Caspase-3表达受到抑制，促进损伤后Bcl-2的表达，起到抑制神经细胞凋亡的作用^[27-31]。

目前，关于丙泊酚对脊髓损伤治疗作用的研究认为，丙泊酚能够减轻脊髓损伤的程度，其有着作用时间短、苏醒快速完全、起效快、持续输注后无蓄积等优点^[31]。它可能通过：降低代谢率、减少脑组织耗氧；抑制线粒体通透性转换孔，抗脂质过氧化反应；激活细胞外调节蛋白激酶转导的通路；抑制细胞钙超载及炎性细胞因子表达，抑制细胞凋亡等机制来发挥脑保护作用。在脊髓损伤区组织中由于促炎因子的释放，而产生大量氧自由基，进而导致细胞损伤和凋亡。丙泊酚作为γ-氨基丁酸受体激动剂，可间接地阻断谷氨酸的传导通路，减少细胞内钙浓度的增加，阻断细胞凋亡的共同通道，发挥保护脊髓损伤的作用。早期应用丙泊酚等药物可降低脊髓损伤大鼠水分及总钙含量、血清S100β蛋白含量等。此外，丙泊酚可降低氧代谢率，介导特定的细胞途径，起到神经保护作用。已有研究证明，丙泊酚及舒芬太尼均能够降低一氧化氮合酶活性^[31]，抑制内皮素1合成，调节血管舒缩功能，并改善缺血组织的血流量。

研究结果显示，PKH-26阳性细胞和HRP阳性的纤维数量明显增加，并且对脊髓损伤大鼠行脐血间充质干细胞移植、舒芬太尼及丙泊酚注射联合治疗，可明显改善下肢运动功能。此外，联合治疗组上述指标明显优于其他组。以上数据表明，对大鼠脊髓损伤行脐血间充质干细胞移植、舒芬太尼及丙泊酚注射联合治疗后，能使突触再生能力增强、后肢运动功能明显改善。

综上所述，丙泊酚联合舒芬太尼对损伤脊髓神经组织具有保护作用，丙泊酚联合舒芬太尼在脐血间充质干细胞移植治疗中可促进神经突触的再生，改善下肢运动功能和电生理功能，降低脊髓损伤后对中枢神经系统的损害，为临床康复治疗中通过丙泊酚复合舒芬太尼干预脊髓损伤修复提供了新的理论依据。