神经肌肉电刺激对肌肉失神经支配后肌肉干细胞效应的研究

肌肉失神经支配常见于脊髓损伤及周围神经损伤，严重影响患者的生活质量。尽管外科手术技术已取得很大进展，但神经纤维再生修复缓慢，失神经支配肌肉变性、萎缩、纤维化、逐渐失去收缩功能使肢体运动功能恢复困难。康复临床发现神经肌肉电刺激（NMES）对骨骼肌失神经支配的治疗是有效的。实验及临床研究表明，神经肌肉电刺激对失神经支配骨骼肌的组织学、电生理及酶组织化学的各项指标均有保护作用，可以维持肌肉的兴奋性、防止肌肉萎缩、促进运动功能的恢复。另有研究表明，肌肉干细胞在骨骼肌细胞的再生时增殖，并转化为成肌细胞，在维持失神经后肌肉的兴奋性，肌纤维、肌肉的体积，肌肉内毛细血管具有重要作用。但是目前缺乏神经肌肉电刺激与肌肉干细胞之间相互关系的研究。本研究通过在体和离体免疫组化和流式细胞分析，研究肌肉干细胞与神经肌肉电刺激的相互关系，探讨NMES对肌肉失神经支配后治疗作用的机制，为康复临床应用提供进一步的理论依据。

肌肉失神经支配常见于脊髓损伤及周围神经损伤，严重影响患者的生活质量。尽管外科手术技术已取得很大进展，但神经纤维再生修复缓慢，失神经支配肌肉变性、萎缩、纤维化、逐渐失去收缩功能使肢体运动功能恢复困难。康复临床发现神经肌肉电刺激对骨骼肌失神经支配的治疗是有效的。实验及临床研究表明，神经肌肉电刺激对失神经支配骨骼肌的组织学、电生理及酶组织化学的各项指标均有保护作用，可以维持肌肉的兴奋性、防止肌肉萎缩、促进运动功能的恢复。另有研究表明，肌肉干细胞在骨骼肌细胞的再生时增殖，并转化为成肌细胞，在维持失神经后肌肉的兴奋性，肌纤维、肌肉的体积，肌肉内毛细血管具有重要作用。但是目前缺乏神经肌肉电刺激与肌肉干细胞之间相互关系的研究。.本研究以SD大鼠为研究对象，首先建立坐骨神经挤压伤模型，并对模型的稳定性和可重复性进行评估。然后将大鼠分为假手术（Sham）、模型（Injury）和模型+电刺激（Injury + Stim）三组，在研究开始后的2周、4周和6周时分别处死一定数量的动物，检测离体腓肠肌的收缩功能。将腓肠肌标本分别制备成细胞悬液、冰冻切片、石蜡切片和蛋白提取物，分别进行如下实验研究：以Pax7为标志物评估卫星细胞的数量、以BrdU为标志物检测卫星细胞增殖情况、以MyoD为标志物评估卫星细胞的分化，并检测胚胎肌球蛋白重链（eMyHC）表达情况，对eMyHC和肌肉收缩功能的相关性进行考察。.经过上述实验研究，我们发现神经损伤后骨骼肌最大收缩力及耐疲劳性与正常对照组数据相比均明显下降，而电刺激能够显著改善失神经骨骼肌的功能，且改善程度随刺激时间的延长而增加；神经损伤后卫星细胞未见明显增殖，细胞数量与正常对照组相比无统计学差异，电刺激则能够明显促进卫星细胞的增殖，导致卫星细胞数量的显著增加，卫星细胞增殖速度在刺激4周时达到高峰，随后在6周时可有一定程度的回落；神经损伤后卫星细胞可见少量代偿性分化，但始终处于较低分化水平，电刺激可以明显促进卫星细胞的分化，且随刺激时间延长分化程度持续增加；电刺激引起eMyHC表达水平明显增高，且eMyHC表达水平与骨骼肌最大收缩力及耐疲劳性呈正相关。上述研究结果说明电刺激对失神经骨骼肌收缩功能的改善作用可能是通过促进骨骼肌内卫星细胞的增殖和分化，进而提高功能性蛋白eMyHC的表达而得以实现。引起卫星细胞增殖和分化特性改变的分子信号途径有待深入研究。