脊髓损伤膀胱功能重建术后脑功能重塑机制研究

Brain reorganization after peripheral nerve injury is a research hotpot in recent years. It has confirmed by our previous studies that nerve root above the damage level transfering to reinnervate the bladder can reconstruct urination function after spinal cord injury(SCI), and plasticity changes have occurred in the brain regions related to urinary storage and voiding. But it still remains an unexplosive area of how the plasticity exactly happened,the transformation process of the brain and the underlying molecular mechanisms. Thus this study focus on preliminary revealing the reorganization mechanism of the brain followed by bladder reconstruction using the nerve root above damage level transfering after SCI by:①observing the degenerative process of the brain functional regions related to urinary storage and voiding;②evaluating the number and activity of neuron and astrocyte cell postoperation by immunofluorescence double labeling method;③Depicting the dynamic change of the brain region corresponding to donor and receptor nerve with electrophysiological study and nerve tracing methods.④observing the functional connectivity of different brain region with resting state functional MRI. This research will lay the theoretical foundation for the improvement of micturation and limb funcition recovery of the SCI patients underwent nerve transposition.

神经损伤后脑功能重塑研究是近年来国内外研究的热点，我们的前期研究已证实脊髓损伤后可利用损伤平面以上正常的神经根前后根移位和支配膀胱的骶神经前后根吻合同时重建膀胱的传入和传出通路，且术后大脑的储尿排尿相关功能区出现了可塑性变化。但大脑究竟是如何完成这一可塑性变化的、它的转变过程、功能信息传递以及分子水平机制仍不明确。因此本研究拟在观察脊髓损伤后大脑储尿排尿相关功能区退变过程的基础上，采用免疫荧光双标记法观察脑功能重塑过程中相关功能区神经元及星形胶质细胞的数量和活性，采用神经电生理、逆行示踪观察术后不同时间供体和受体神经在大脑相应代表区的动态变化规律，利用磁共振静息态功能连接技术分析各脑区之间的功能联系。以初步了解脊髓损伤平面以上神经移位重建膀胱功能后脑功能重塑的中枢机制，为临床神经移位重建脊髓损伤患者排尿或肢体功能的恢复奠定理论基础。

神经损伤后脑功能重塑研究是近年来国内外研究的热点，但其显微结构变化及分子水平机制仍不明确。因此本研究拟在观察脊髓损伤后脑桥排尿相关功能区退变过程的显微结构变化及细胞凋亡分子水平依据；用脊髓损伤平面以上正常神经根与骶神经吻合，重建膀胱反射神经通路来观察脑桥排尿功能区显微结构变化；采用免疫荧光标记法观察脑功能重塑过程中星形胶质细胞的数量和活性，以初步了解脊髓损伤平面以上神经移位重建膀胱功能后脑功能重塑的中枢机制，为临床神经移位重建脊髓损伤患者排尿或肢体功能的恢复奠定理论基础。.本次实验结果1，在光镜及电镜下脊髓圆锥损伤后脑桥排尿中枢可见神经元细胞典型细胞凋亡表现。TUNEL与Bcl-2和Bax免疫组化结果均提示术后一周神经细胞凋亡高峰。2，光镜表明神经修复组术后3月、6月出现细胞增生及纤维组织修复，电镜下发现星形胶质细胞活跃表现。TUNEL及Bcl-2和Bax免疫组化结果均提示术后一周细胞凋亡数较损伤组明显减少，术后1月、三月、6月重建组神经细胞凋亡数均少于损伤组。3，损伤组GFAP表达星型胶质细胞数术后1周有所增加，与对照组相比有统计学意义，P<0.05。随后迅速下降，术后1月、术后3月、术后6月各组均数量较少，与正常对照组无差异。B组（修复重建组）术后1周GFAP表达星型胶质细胞数明显增多，术后1月、3月后星型胶质细胞数稍下降，术后6月又明显增多。与A组、正常组相比术后1周、1月、3月、6月有统计学意义，P<0.05。而Western blot GFAP蛋白检测与免疫组化结果相吻合。.本实验首次研究脊髓损伤后脑桥排尿相关功能区的退变显微结构变化，证明了脑桥出现神经细胞凋亡。首次采用免疫组化技术检测脊髓损伤神经移位后脑功能重塑过程中相关功能区不同凋亡相关分子的表达和变化，从分子水平初步阐明脊髓损伤神经移位后脑功能重塑的机制，为研发新的调控中枢重塑过程的药物或方法提供作用靶点和理论依据。并证明了脊髓损伤后神经重建后脑桥活跃星形胶质细胞增多，其可能与脑功能重塑有关。