脊髓损伤的治疗是研究了近百年的世界性难题,到目前尚未取得突破性进展。美国国家脊髓损伤研究中心的统计数据显示
[2],每年全国脊髓损伤的发生率大约为0.004%,截至2005-07全国脊髓损伤患者为225 000~ 288 000人
[3]。脊髓损伤后神经功能之所以恢复困难,主要原因有中枢神经系统轴突再生能力极其有限,成年人脊髓的少突胶质细胞不能像神经膜细胞那样在轴突断裂后引导轴突生长并形成髓鞘,神经营养因子分泌不足、轴突生长的微环境中存在抑制因素,以及脊髓损伤后胶质瘢痕和空洞的形成阻止了轴突进入远端等。寻求治疗脊髓损伤更为有效的方法一直是学者们不断探索的目标。前脊髓综合征在脊髓损伤患者中较为常见,其特点是损伤水平以下运动和痛觉、温度觉完全丧失,因后索有不同程度的幸免,所以深触觉、位置觉和振动觉得以保留,这种损伤明显恢复的可能性较小,故本研究选择更加贴近临床实际的前脊髓损伤模型做为研究对象。
神经营养因子作为一类小分子肽类物质主要包括神经生长因子家族以及睫状神经营养因子、胶质细胞源性神经营养因子、胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子2、白细胞介素类等,在神经系统的发育、功能维持和损伤修复过程中具有重要作用。给予外源性脑源性神经营养因子、神经营养因子3可以诱导成年大鼠损伤脊髓少突胶质细胞增生和再生纤维形成新的髓鞘[4]。嗅鞘细胞是一种特殊类型的神经胶质细胞,兼有Schwann细胞和星形胶质细胞的特性[5],但在促进局部残存轴突萌芽发出侧枝方面比许旺细胞和星形胶质细胞有明显的优势和良好的整合性[6]。起源于嗅基底膜,广泛分布于嗅黏膜、嗅神经和嗅球的表面两层,具有终生分裂和再生的能力,并可伴随嗅神经轴突迁徙入脑。嗅神经的轴突每30~60 d就可以穿越周围神经系统与中枢神经系统的交界区,重新长入嗅鞘并建立起突触联系,并且这样的过程还能不断重复[7]。嗅鞘细胞能够分泌很多生长因子如神经生长因子、神经胶质细胞源性营养因子、脑源性营养因子、神经营养因子3、神经肽Y和S-100等[8],嗅鞘细胞分泌的NT-3还能解救濒死的神经元,促进轴索再生[9]。Bianco等[10]通过经鼻嗅黏膜活检成功培养人周围源性嗅鞘细胞,并发现含NT-3无血清培养基可纯化和扩增嗅鞘细胞,为临床自体嗅鞘细胞移植找到了新的方法,使嗅鞘细胞自体移植的临床应用又前进了一步。
中医理论认为督脉循行于脊柱正中,与六阳经相联系,被称为“阳脉之海”,和脑、肾皆有密切联系,具有总督一身之阳经、调节阳经经气的作用。脊髓损伤后督脉,经脉不通,气血不达四末,筋脉肌肉失于气血濡养而致痿废不用,所以治疗常采用针刺督脉穴。督脉电针治疗脊髓损伤在临床的应用及基础研究已取得了一定进展,并有较理想的疗效[11-12],有研究发现电针作用于脊髓损伤,可以观察到NGF mRNA、NT-3 mRNA及其蛋白表达明显增加[13-14],而且还可以减少脊髓损伤后水通道蛋白4表达减少,有利于抑制脊髓水肿、消除脊髓继发性损伤[15],而且电针抗Ca2+超载的作用对脊髓缺血损伤具有保护作用[16]。近年来发现,NT-3对多种不同发育阶段的中枢和外周神经元有促进存活和分化功能[17]。相关实验研究发现通过督脉电针治疗,脊髓局部神经生长因子表达明显增加[18]。本实验发现督脉电针治疗和嗅鞘细胞移植都能够增高脊髓损伤处邻近组织的NT-3水平,而督脉电针+嗅鞘细胞移植联合应用可以明显增高脊髓损伤处邻近组织的NT-3水平。督脉电针联合嗅鞘细胞移植能明显提高NT-3的水平,可能是一方面通过督脉电针引起宿主脊髓组织分泌NT-3,另一方面通过移植的嗅鞘细胞在宿主内分泌NT-3,即督脉电针治疗与嗅鞘细胞移植这两种因素在增高NT-3含量方面有协同作用。
本文结果显示,嗅鞘细胞移植组和督脉电针+嗅鞘细胞移植组的脊髓损伤部位以及相邻的组织内均有P75
NTR阳性细胞,P75
NTR被认为是嗅鞘细胞的特异性抗体
[19]。嗅鞘细胞在动物实验修复脊髓损伤中具有明确的促进轴突再生、恢复损伤平面以下神经支配的作用,实验研究发现嗅鞘细胞具有促进髓鞘再生的能力,从而修
复受损的脊髓。嗅鞘细胞移植治疗脊髓损伤的主要机制为发挥神经保护作用,保护了残存的轴突:嗅鞘细胞会分泌出许多因子,而这些因子可能就是促进这些功能恢复的原因,其中包括神经营养因子和血管源性因子等[20]。在本研究中,嗅鞘细胞移植组和督脉电针+嗅鞘细胞移植组的脊髓损伤部位以及相邻的组织内均有P75
NTR阳性细胞,而且督脉电针+嗅鞘细胞移植组阳性表达明显较嗅鞘细胞组多,其机制可能是督脉电针治疗促进脊髓损伤大鼠分泌NT-3的水平升高,这种微环境也有利于移植的嗅鞘细胞在宿主内存活。在正常情况下,嗅鞘细胞分泌促进神经元突起生长的因子的量很有限,此时可以利用督脉电针等外源性诱导刺激NT-3等营养因子。因此,督脉电针联合嗅鞘细胞移植可有效增加大鼠前脊髓综合征大鼠分泌NT-3,而且督脉电针可由有效促进移植的嗅鞘细胞在宿主内存活,二者的联合应用有望成为治疗脊髓损伤较为有效的方法。