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第一部分:皮质脊髓束单侧损伤模型的建立目的:选择性横断单侧延髓锥体,构建单侧皮质脊髓束损伤模型。方法:在左侧延髓锥体切断大鼠锥体束,建立单侧大鼠皮质脊髓束损伤模型,运用PKCγ免疫组织化学方法对模型进行形态学观察,采用BBB评分、平衡木测试、爬行实验三种方法进行行为学评价。结果:皮质脊髓束损伤后头侧5天和0天相比,都有PKCγ阳性的棕色反应物,第五天头侧的反应物稍微变淡或者未见显著性变化。尾侧5天和0天比较发现,PKCγ阳性的棕色反应产物显著变浅甚至消失,提示皮质脊髓束溃变。皮质脊髓束损伤后右后肢运动不协调,BBB评分,平衡木测试,爬行实验表明运动功能受限,但是没有完全瘫痪,损伤后1,3,5和7天与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05),提示模型制备成功。结论:成功建立皮质脊髓束单侧损伤模型。第二部分:单侧皮质脊髓束损伤后micro RNA和m RNA表达谱变化及生物信息学分析目的:检测皮质脊髓束损伤后micro RNA(mi RNA)及其靶m RNA的表达变化,探讨mi RNA在头尾侧损伤中的作用及机制,为锥体束的溃变和再生提供理论基础和实验依据。方法:1.本实验以大鼠皮质脊髓束作为研究对象,利用m RNA表达谱芯片和mi RNA芯片,分别分析损伤头侧和尾侧的差异基因表达,构建mi RNA和m RNA基因调控网络。实验主要使用生物信息学的方法筛选差异表达的mi RNA及其靶基因,在不同的时间点整合mi RNA的靶基因和m RNA并取交集。一方面在转录组水平揭示基因表达的改变,另一方面在转录后靶基因调控水平分析mi RNA的变化,使用数据库和图论的方法构建mi RNA及其靶基因的调控关系。2.Real-time PCR检测mi RNA-21,mi R-124,mi R-214,mi R-34a的表达水平。3.Real-time PCR检测Bax,Mobp,Igf-1的表达水平。4.Western blot检测Bax,Mobp蛋白的表达变化。5.取皮质脊髓束损伤后0天和5天头侧与尾侧的组织,制备电镜标本。结果:1.根据mi RNA的芯片结果显示头侧5天和0天相比,发现54个差异表达的基因,26个显著性上调,28个下调。而尾侧的5天和0天相比,有61个差异表达的基因,其中24个上调,37个下调。从基因水平获得了mi RNA的异常调节。尾侧的5天和0天相比,本实验聚焦于三个与溃变相关的生物学过程,即凋亡的诱导,神经系统的发育和免疫反应。头侧5天和0天相比,则发现与再生相关的生物学过程,包括细胞的增殖,凋亡的负性调节和细胞粘附。2.q RT-PCR实验表明,尾侧5天和0天相比,mi RNA-214有显著性差异表达(P<0.01),并且和Mobp呈现反向调节关系,而在头侧mi RNA-214表达差异无统计学意义(P>0.05)。其它三个mi RNAs,mi RNA-21,mi RNA-124,mi RNA-34a与对照组相比差异均有统计学意义(P<0.01或P<0.001))。3.q RT-PCR数据分析显示Bax,Mobp,Igf-1与芯片结果一致,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.01或P<0.001)。4.Western blot结果显示5天和0天相比,尾侧和头侧Mobp的表达显著减少,Bax表达明显增高,差异有统计学意义(P<0.01)。5.透射电镜结果显示皮质脊髓束损伤后轴突不规则,髓鞘板层结构松散,溃变,轴突脱髓鞘病变。结论:皮质脊髓束损伤后损伤头侧和尾侧均有显著性上调或下调的差异表达基因,在损伤尾侧mi RNA-214和Mobp,Bax呈反向表达,提示Mobp和Bax与轴突的溃变密切相关。在损伤的头侧,芯片分析发现一些趋化因子和细胞因子显著下调,Igf1等的上调,这些都提示轴突再生的可能性。这在分子水平为皮质脊髓束的损伤和修复提供理论基础和实验依据。