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背景和目的:
脊髓及脊神经根损伤常常导致严重的功能障碍，其中有些不完全损伤能够被轴突重塑部分代偿。例如，70％C5神经根损伤可自行恢复。目前的证据表明，皮质脊髓束对前角运动神经元的调节作用有限，不同脊髓节段间通过紧贴灰质周围的短固有束相互协调作用完成精细的神经肌肉调节过程。这些神经束的形成及精确调控的过程还没有完全被了解。本课题研究通过建立brainbow1.0-Cre-ERTM小鼠单侧T1脊神经根损伤模型，分别在损伤前，及损伤后12周内，利用激光共聚焦显微镜技术观察短固有束重塑过程，并通过蛋白质印迹法(western blot)判断Foxp1基因的表达，从而研究神经根损伤后短固有束重塑和Foxp1基因可能在重塑中的的作用，为神经根的损伤修复机制和短固有束的重塑提供形态学依据和理论支持。探讨该过程有利于今后研究相关瘫痪的治疗。
方法:
通过向Jackson实验室购买B6.Cg-Tg(Thy-brainbow1.0)HLich/J小鼠和B6.Cg-Tg(UBC-cre/ERT2)1Ejb/J小鼠，鉴定基因型后交配筛选出F1代小鼠。对F1代小鼠腹腔注射浓度为20mg/ml的他莫昔芬玉米油溶液100μl进行诱导，每天一次，连续5天。诱导完成后一周，经荧光筛选出brainbow1.0-Cre-ERTM目标小鼠14只，随机分为7组;实验组1-6（T1神经根损伤后1周、2周、4周、6周、8周、12周）及对照组。实验组小鼠构建T1神经根损伤模型，对照组小鼠仅作后路减压，不损伤T1神经根。取制作厚度为12.5μm的矢状位和横截面脊髓冰冻切片。利用激光共聚焦显微镜技术和western blot观察实验组和对照组C7-T3脊髓节段短固有束所在区短固有束纤维的数量变化及Foxp1基因的表达水平。
结果:
对照组小鼠（T1神经根未损伤），C7-T3脊髓节段短固有束所在区短固有束纤维的数量很少且很少量Foxp1基因的表达。实验组1（T1神经根损伤后1周）伤侧C7-T3脊髓节段短固有束所在区短固有束纤维的数量、Foxp1基因的表达量开始增加;实验组2、3（T1神经根损伤后2周、4周）伤侧C7-T3脊髓节段短固有束所在区短固有束纤维的数量、Foxp1基因的表达量明显增加，且增加较实验组1（损伤后1周）明显;实验组4、5、6（T1神经根损伤后6周、8周、12周）伤侧C7-T3脊髓节段短固有束所在区短固有束纤维的数量、Foxp1基因的表达量增加，较实验组2、3（损伤后2周、4周）短固有束纤维的数量相对减少、Foxp1基因的表达量对应降低，但实验组4、5、6之间短固有束纤维数量及Foxp1基因的表达相对稳定。
结论:
(1)通过利用激光共聚焦显微镜观察brainbow1.0-Cre-ERTM小鼠T1神经根损伤后1周、2周、4周、6周、8周、12周C7-T3脊髓节段短固有束所在区域短固有束显示:神经根损伤后，短固有束重塑分为三个阶段。第一阶段是短固有束纤维生长起始阶段，为损伤后1周;第二阶段短固有束纤维生长阶段，为损伤后2至4周，此阶段为短固有束生长高峰期;第三阶段为短固有束纤维生长稳定阶段，为损伤后6周至12周，该阶段内脊髓短固有束旁络逐渐成熟而数量大致维持不变。(2) Foxp1基因的表达量与短固有束纤维生长变化一致，提示可能对短固有束纤维生长有促进作用。本研究为脊髓及脊神经根损伤损伤后功能重建提供了解剖分析并表明脊髓短固有束重塑过程分为不同的阶段，为解开短固有束重塑的机制提供帮助，并利于今后研究相关瘫痪的治疗。