中枢神经系统的损伤主要是指脑损伤和脊髓的损伤。脊髓损伤可以分为原发性的脊髓损伤(primary spinal cord injury)和继发性的脊髓损伤(secondary spinal cordinjury，SSCI)，继发性脊髓损伤伴随在原发性损伤之后。原发性损伤主要指的是脊髓组织由于受到机械力的作用造成的机械性损伤，如挤压，撕裂等，继发性损伤是在脊髓原发性损伤以后，由于血脊髓屏障破坏、血管损伤、损伤附近的组织细胞缺氧、组织坏死等造成炎症细胞的浸入或者损伤周围组织细胞微环境分子平衡遭到破坏而引起的更大面积的脊髓损伤。相对于脊髓原发性损伤的不可控因素，防止继发性损伤一直的科学研究的主要目标，但是继发性脊髓损伤的出现是一个相当复杂的过程，它包括多种因素的综合作用。脊髓损伤后众多对脊髓组织有伤害作用的细胞和分子都是来自循环系统，而这些细胞和分子在正常的生理条件下由于血脊髓屏障的存在是无法进入到脊髓组织当中，当脊髓损伤后由于血脊髓屏障受到破坏，所以这些平时无法进入到脊髓组织的细胞和分子就会进入到脊髓当中，因此原发性脊髓损伤后防止进一步的血脊髓屏障遭到破坏或者及时修复破坏的血脊髓屏障是防止脊髓继发性损伤的重要策略。内皮素是一类血管收缩物质，是一类多肽分子家族，主要有三种亚型：内皮素1(ET-1)、内皮素2(ET-1)、内皮素3(ET-3)和两种受体A(ETA)和受体B(ETB)。内皮素是目前发现的最强烈的血管收缩物质，其ETA主要分布在血管平滑细胞，受ETB在体内很多组织细胞都有分布，在中枢神经系统的组织细胞中也有内皮素ETB的发现，尤其在星形胶质细胞，对于其ETB的作用的研究也越来越多。由于血脊髓屏障的主要结构是由血管内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞构成，而血管内皮细胞和星形胶质细胞都有内皮素受体的分布，因此本实验主要研究了ET-1在星形胶质细胞过表达后对小鼠脊髓损伤后运动功能恢复的影响以及其主要可能的机制。实验一: GET-1纯合子小鼠的筛选和野生型小鼠脊髓损伤后运动功能恢复的差异本部分实验首先筛选出GET-1纯合子小鼠。由于本实验用的GET-1转基因小鼠无法确定外源基因片段在染色体上的定位，因此要想获得GET-1纯合子小鼠，只有通过交配策略，来获得GET-1纯合子小鼠。所以我们首先将PCR检测为阳性的两只半合子GET-1小鼠交配，然后将其后代中PCR鉴定为阳性的后代同胞之间进行交配，再将这一代PCR鉴定为阳性的GET-1转基因小鼠与野生型小鼠交配产生后代，如果后代全部为GET-1PCR鉴定为阳性小鼠则可确定其父/母代GET-1小鼠为GET-1纯合子小鼠。筛选出纯合子GET-1转基因小鼠后与野生型小鼠一起建立脊髓夹伤模型，通过BMS小鼠运动功能学评分显示：GET-1小鼠在脊髓损伤后其运动功能恢复不如野生型小鼠运动恢复的好。然后我们观察统计了两种小鼠在脊髓损伤后的7d和14d损伤面积的大小，结果显示GET-1转基因小鼠的损伤面积大于WT小鼠的损伤面积。本部分实验表明内皮素1（ET-1）在星形胶质细胞过表达后可能作用与某些机制，抑制了小鼠脊髓损伤后神经元的再生或者在脊髓损伤后造成了更加严重的脊髓组织的破坏。实验二:内皮素1在星形胶质细胞过表达后对小鼠脊髓损伤后血脊髓屏障的影响本部分实验我们主要研究的是内皮素1（ET-1）在星形胶质细胞过表达后是造成怎样的损伤机制来影响小鼠脊髓损伤后运动功能的恢复。首先我们检测了内皮素1（ET-1）在脊髓损伤后1d、3d、7d、14d在GET-1转基因小鼠和野生型小鼠的表达情况，结果显示在脊髓损伤后3d时野生型小鼠内皮素1的表达首先下降，然后上升，但是仍然低于没有脊髓损伤的正常生理条件的表达，而GET-1转基因小鼠在脊髓随损伤后内皮素1（ET-1）的表达有了一定程度的下调，这可能是由于脊髓损伤后血管结构的破坏造成的。随后我们进行血脊髓屏障破坏程度的检测。通常情况下小鼠脊髓损伤后血脊髓屏障的破坏主要出现在损伤后的24h之内，我们在GET-1转基因小鼠和野生型小鼠脊髓损伤24h后通过小鼠尾静脉灌注Evans blue，30min后取冰冻切片直接观察到GET-1转基因小鼠在脊髓损伤24h时，Evans blue在脊髓损伤部位的渗出量远远高于野生小鼠的渗出量，通过用酶标仪测定脊髓损伤中心两端0.5cm组织中Evans blue的渗出量，统计结果印证了前面观察到的结果。本部分实验证明内皮素1（ET-1）在星形胶质细胞过表达后严重影响了小鼠脊髓损伤后血脊髓屏障的完整性，进而可能造成了两种小鼠脊髓损伤后运动学功能恢复的差异实验三:内皮素1在星形胶质过表达对小鼠脊髓损伤后损伤中心附近星形胶质细胞的影响和损伤中心血管的影响星形胶质细胞和血管内皮细胞是构成血脊髓屏障的重要结构，而且二者上都有内皮素受体的分布。本部分实验研究观察了脊髓损伤7d时损伤中心血管的形态和损伤附近星形胶质细胞形态的变化。实验表明：在脊髓损伤7d时，GET-1转基因小鼠中星形胶质细胞明显被激活；损伤中心血管的存活数量远低于野生型小鼠，这表明过表达的内皮素1（GET-1）对星形胶质细胞和血管都通过其受体发挥着重要影响。