脉冲振动刺激经由Trk通路促进重建ACL本体感觉恢复的机制研究

The injury and reconstruction of anterior cruciate ligament (ACL) is increasing. From the ACL to the bones, the neuromuscular system of the body feel feedback loss is the main reason affecting the patient's function. Our research group and other scholars have found that external physical stimuli can restore the feedback mechanism of transplanted ACL and neuromuscular system, but the related mechanism is not clear. To clarify the relevant mechanisms, we hypothesis: vibration stimulation may increase the nervous system excitability, increase the release of nerve growth factor, increase the Trk receptor signaling pathway, thereby increasing the tendon cell pressure sensor sensitivity of vibration synchronization with bone grafts and host skeletal systems that can improve the adaptability of the graft by promoting bone healing and recovering and establishing a new position, the force of the receptor signaling system. To verify the relevant hypothesis, we will （1）verify the sensitivity of allogene reconstructed ACL to pulse vibration stimulation by local vibration stimulation model；（2）study the possible mechanisms by which vibration stimulation promotes the reconstruction of ACL proprioception by animal and cell models；(3) further test the local card pulse vibration stimulation to restore the effect of ACL body feel, and to find the best role of time and intensity by volunteer clinical trials. This study will provide an important experimental support for improving the function of patients with ACL reconstruction.

前交叉韧带(ACL)损伤和重建修复的比例日益增高。从ACL到骨骼、神经肌肉系统的本体感觉反馈缺失是影响患者功能的主要原因。研究发现外部物理刺激可部分恢复移植ACL与神经肌肉系统的反馈机制，机理尚不明确。为明确其机制，课题组假设：振动刺激可能通过增加神经系统兴奋性，增加神经生长因子释放，上调Trk受体信号通路，从而增加肌腱细胞压力感受器的敏感性；振动同步作用与带有骨质的移植物和宿主骨骼系统，可通过促进骨质愈合恢复和建立新的位置、力量的感受器信号系统，从而提高移植物的适应性。为验证相关假说，课题组拟通过：（1）构建局部振动刺激模型，验证异体重建ACL对脉冲振动刺激的敏感性；（2）动物和细胞模型研究振动刺激促进重建ACL本体感觉的可能机制；（3）志愿者临床试验，进一步验局部证脉冲振动刺激恢复ACL本体感觉的效果，并寻找最佳的作用时间和强度。开展本研究将为提高ACL重建患者的功能提供重要实验支撑。

ACL损伤是膝关节最常见的损伤之一，不仅严重影响膝关节的稳定性，还会导致膝关节活动受限，影响患者的运动功能。另外，由于ACL中含有大量的机械感受器，其损伤也会导致机械感受器的数量减少，从而使本体感觉功能减弱。目前ACL损伤的修复以手术重建为主，重建ACL不仅能恢复膝关节的稳定性，还可以恢复膝关节的本体感觉。因此，如何促进ACL重建术后患者本体感觉的恢复近年来成为运动医学的研究热点。.课题组通过动物实验，对使用同种异体肌腱重建ACL的兔模型，依据振动刺激的振动强度、振动频率、作用时间建立分组。进行局部脉冲振动刺激后通过体感诱发电位、肌电图等电生理方法检查重建ACL的感觉、运动的恢复情况；标本取材后，采用HE染色、免疫组织化学特异性染色、激光共聚焦显微镜、透射电镜观察异体移植物内本体感受器的恢复情况。并采用RT-qPCR和Western Blot技术检测腰2-骶1背根神经节中神经营养因子-3（DRG NT-3）和酪氨酸蛋白激酶C（DRG Trck）表达水平；以及前交叉韧带中生长相关蛋白-43（GAP 43）基因和蛋白表达水平。.重要结果：.以上数据进行统计分析后，并综合康复实际情况，总结得出，在振幅强度为3mm、振动频率为25Hz、作用时间为10min/次，每2天治疗1次，干预 12 周的治疗模式下，ACLR术后机械感受器恢复器数量及相关数据恢复最优。本实验结果为ACL重建术后患者的膝关节本体感觉快速康复提供了基础研究理论支持。