针刺促进大鼠损伤脊髓皮质远程调控中SNAP25的作用及7.0T MR分子影像研究

The study on the mechanism and treatment after spinal cord injury (SCI) has been becoming the hotspot, and is attractive scientists to focus on SCI, a clinic severe problem in medical scientific field. It has been well known that acupuncture can promote functional recovery after SCI in clinical practice, but the underlying molecular mechanism was not fully understood. Our previous studies have investigated role of SNAP25 in the injured spinal cord of rats has been determined in our recent work, by using RNA interference and behavioral assessment (Wang TH *, Molecular Neurobiology, 2014, PubMed. PMID: 24519330); then found synaptosome-associated protein 25 (SNAP25) was specifically unregulated in the cortical and spinal cord of rats following SCI with acupuncture, by using two-dimensional electrophoresis; and this change was validated by Q-PCR and Western Blot. Moreover, in this study, we continuously explore the role of SNAP25 in remote cortex after SCI with acupuncture by using MRI, gene cloning, RNA interference, immunocytochemistry, Q-PCR, Western Blot and cell culture techniques. The findings should give more informations for the usage of acupuncture in clinical practice, which has important scientific implication and clinical meaning.

脊髓损伤(SCI)修复机制研究与治疗是医学界关注的热点和难点。针刺促进损伤脊髓功能部分恢复已在临床得到证实，但分子机制不完全清楚。此前，我们通过RNA干扰及神经行为学评价探讨了SCI后脊髓内突触小体相关蛋白25（SNAP25）的作用及影像学表现 (Wang TH , Molecular Neurobiology, 2014, PubMed. PMID: 24519330)。进而，用蛋白组、Q-PCR、WB发现SCI后针刺能促进皮质内SNAP25表达上调。在此基础上，本项目拟建立大鼠脊髓横断伤督脉针刺模型，采用核磁共振成像、基因克隆、RNA干扰、免疫组织化学、Q-PCR、WB和细胞培养等技术，研究针刺促进SCI后皮质远程调控中SNAP25的作用及分子影像学特征。项目研究对推动针刺治疗SCI的临床应用有着重要的科学意义和临床价值，是具原创性和创新性强的研究工作。

背景：脊髓损伤修复机制研究与治疗是医学难题。针刺促进损伤脊髓功能部分恢复已在临床得到证实，但分子机制不完全清楚。 研究内容：首先制备SD大鼠脊髓横（SCT）断伤模型并给予针刺治疗（脊髓T10横断，督脉针刺取命门、大椎和中枢、悬枢两组穴位)，应用神经行为学评价（BBB评分、压爪和甩尾）、形态学染色、BDA顺行追踪、运动诱发电位(MEP)及基因干扰和过表达技术（SNAP25基因干扰和过表达），观察针刺对皮质脊髓束再生的影响及与SNAP25的关系。并应用正电子发射型计算机断层扫描显像(PEC/CT)、核磁共振弥散张量成像（DTI）和功能磁共振成像（fMRI）量化成可视化指标，探究SCT及针刺后所致脑功能变化和影像特征及 SNAP25干扰和过表达状态下对脑功能活性及SCT再生的影像学改变。结果发现：与sham组相比，SCT大鼠的后肢运动和痛温觉显著受损；PETCT显示皮质部位能量代谢显著降低；fMRI成像显示SCT大鼠静息态脑皮质区自发活动明显减少；DTI显示SCT皮质脊髓束神经纤维断裂，并向损伤头端明显回缩；免疫组织化学染色显示脊髓损伤后皮质中细胞凋亡增加，神经元数量显著减少，伴随神经轴突断裂紊乱。而针刺导致大鼠后肢运动和痛温觉明显改善，脊髓损伤部位能量代谢明显升高，大鼠脑双侧皮质运动区局部一致性增高，左侧前边缘皮层和第二运动区以及压部后无颗粒细胞皮质区域明显激活，部分恢复；此外，针刺后增加皮质脊髓束脊髓神经纤维再生；而 SNAP25干扰抑制针刺所致的脊髓行为功能及脑功能恢复，而SNAP25过表达加速EA促进损伤脊髓行为功能、神经再生和脑功能激活。综上，针刺能够促进SCT大鼠损伤脊髓神经功能部分恢复，而SNAP25基因干预能够影响针刺后脑区间的功能连接，从而影响皮质对损伤脊髓的远程调控包括神经再生发挥调控作用。项目研究发表SCI论文4篇，出版专著8部，为推动针刺联合基因疗法提供新的方向和靶点，对阐述电针治疗SCI的机理及临床应用有重要的科学意义和临床意义。