X射线辐照（LDI）对周围神经横断损伤后神经再生的影响及其机制研究

Nerve regeneration after peripheral nerve transverse injury and repair has been one of the more difficult problems in the medical profession. Based on the previous work foundation of our resaerch group, we regard the sciatic nerve in rats as research object, and apply X-ray to partially irradiate peripheral nerve transverse injury model in rats. Observing the effects of ionizing radiation on nerve regeneration and functional recovery after peripheral nerve transverse injury from gross morphology, motor function, histochemistry, ultra microstructure and electrophysiological detection, to confirm the promoting action of ionizing radiation on nerve regeneration and functional recovery after peripheral nerve transverse injury, and detecting the expression of GAP43 and VEGF in injuried peripheral nerve to discusss its mechanism of action. In the hope of providing new ideas and theoretical basis to promote nerve regeneration and functional recovery after peripheral nerve transverse injury in clinical, and eliminate people’s fear of the medical ionizing radiation.

周围神经横断损伤后神经再生和修复一直是医学界较为棘手的难题之一。基于课题组以往的工作基础，以大鼠坐骨神经为研究对象，应用X射线辐照对周围神经横断伤后的动物模型进行局部辐照干预，从大体形态、运动功能、组织化学、超微结构、电生理等检测指标来观察电离辐照对周围神经横断伤后神经再生修复和功能恢复的影响，以明确电离辐照对周围神经横断损伤后神经再生及功能恢复的促进作用，并通过检测损伤周围神经中GAP-43、VEGF的表达，以进一步探讨电离辐照促进周围神经再生修复及功能恢复的作用机制。明确X射线辐照对周围神经损伤后神经再生和功能恢复的促进作用及其相关机制，以期为临床上促进周围神经横断损伤后神经再生修复提供新思路和理论依据，并消除人们对医疗辐射的恐惧心理。

周围神经损伤后的治疗是医学界长期以来较为棘手的一个难题。近年来医学界一直在积极探索促进周围神经再生及加速其功能恢复的方法。低剂量电离辐照能够使多种细胞的增殖加快，表现为兴奋效应。而有关低剂量电离辐照影响周围神经损伤后神经再生的实验研究甚少。本课题组建立大鼠坐骨神经横断损伤模型，应用低剂量X射线进行局部辐照干预，从大体形态、运动功能、组织化学、超微结构、电生理等检测指标来观察神经再生和功能恢复的影响。通过检测损伤局部及相应节段脊髓中GAP-43、VEGF等的蛋白含量及基因表达，初步探明低剂量X射线辐照对周围神经再生的影响。实验结果显示，术后第4、8、12周，辐照组坐骨神经功能指数恢复结果优于对照组。术后第12周，辐照组运动神经的波幅及传导速度高于对照组，有统计学意义。HE染色及透射电镜观察辐照组形态结构均优于对照组。qRT-PCR、Western Blot结果显示辐照组坐骨神经内VEGF和GAP-43的基因、蛋白表达均明显高于对照组。这些结果表明，低剂量X射线辐照通过诱导促进轴突再生和髓鞘形成的VEGF和GAP-43表达增加，促进周围神经横断损伤后神经再生和功能恢复。使用高通量RNA测序（RNA-seq）技术进行深度测序，重点研究对照组（0 Gy）和1 Gy辐照组，构建miRNA和mRNA的表达谱。mRNA深度测序鉴定出619种差异表达基因，通过GO和KEGG功能显著性富集分析预测差异表达基因的功能和相关通路，证明低剂量X射线辐照可能通过细胞基质粘附、MAPK和细胞粘附分子信号通路参与周围神经损伤的修复。经过RNA-seq，两组间差异表达了150种miRNAs，预测其多个靶基因和靶位点。GO和KEGG富集分析显示，PI3K-Akt通路和MAPK通路富集，许多新的miRNAs被X射线辐照诱发，并且参与周围神经损伤的恢复。本项目结合大体形态、功能、组织、细胞、分子多个层面的研究结果，证实了低剂量X射线辐照促进周围神经损伤后神经再生及功能恢复。同时，为了解辐照后潜在的周围神经损伤恢复的分子机制提供了一个框架，为周围神经再生修复提供新的思路和理论依据。目前本项目已发表相关SCI论文3篇。