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(一)课题研究背景脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的中枢神经系统损伤性疾病,是指由于外界直接或间接因素导致脊髓损伤,在损害的相应节段出现各种运动、感觉和括约肌功能障碍,肌张力异常及病理反射等的相应改变,脊髓损伤的程度和临床表现取决于原发性损伤的部位和性质。脊髓损伤可分为原发性脊髓损伤与继发性脊髓损伤,前者是指外力直接或间接作用于脊髓所造成的损伤,后者是指外力所造成的脊髓水肿、椎管内小血管出血形成血肿、压缩性骨折以及破碎的椎间盘组织等形成脊髓压迫所造成的脊髓的进一步损害。致残致死率高,给患者身心带来严重的伤害。随着我国经济水平的发展,发病率有着逐年增高的趋势,成为困扰医学界的难题,多种治疗方法也应运而生,其中以超短波治疗被广泛应用,拥有着经济、高效、无创等优势。超短波(ultrashort wave,USW)疗法是在医学领域应用中较早的物理疗法,具有显著的消炎消肿、改善血液循环的作用,被广泛应用于临床。它作用于人体后对颈椎病、腰椎间盘突出、神经炎、脊髓炎等的治疗都可产生影响,适用范围广,用于治疗多种疾病,多年来,国内各级医院普遍开展此项疗法。目前已知,超短波透入人体组织的深度优于许多物理因子。USW电容电极能使脂肪、肌肉、骨组织均产热和促进血液循环。小剂量超短波治疗己被证实对外周神经的营养、再生及促进运动功能功能恢复有效,一方面可改善局部组织的微环境,另一方面刺激细胞因子作用增强。肿瘤坏死因子(Turnor necrosis factor,TNF)是一种多效性细胞因子,在炎症和免疫反应中起主要作用。在中枢神经系统缺血性损害中,伤区小胶质细胞、神经元、星形胶质细胞以及浸入伤区的被激活的巨噬细胞均可产生TNF,使其水平升高,促进炎症反应,上调细胞间粘附分子,引起白细胞对毛细血管内皮的粘附。粘附的中性粒细胞被激活可释放自由基、蛋白酶和毒性氧化代谢产物,促发损伤级联反应,增加血脑脊髓屏障(BBB)通透性,导致水肿、炎症反应和缺血缺氧的恶性循环。近年来对脊髓损伤动物模型的研究显示,大鼠压榨性SCI后1小时即可在伤区神经元和胶质细胞中检测到TNF免疫活性增强,并持续到伤后1周。炎症反应的严重程度可以用产生的肿瘤坏死因子的变化水平来衡量。MAPK信号转导通路是介导细胞外信号引起细胞核反应的极其重要的信号系统,在肿瘤的发生、应激反应、炎症、神经系统发育、缺血再灌注损伤、免疫调控等领域发挥着极其重要的作用。p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen-activated protein kinase p38/MAPK)属于MAPK家族中的应激活化蛋白激酶,静息状态主要散在分布于细胞浆,激活后转移至细胞核内,通过磷酸化转录因子来调节效应基因的表达,主要介导应激、炎症等信号,是调节产生细胞因子的主要信号转导通路,在机体炎症反应调控过程中起着极其重要作用。(二)研究内容目的:探讨超短波(ultrashort wave,USW)治疗对大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后功能恢复,和对p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38/MARK)表达的影响,抑制p38/MAPK蛋白转导通路的激活可以减少促炎症细胞的产生,为超短波对脊髓损伤后减轻炎症反应提供一定的理论和实验基础。方法:取84只8周龄的SD大鼠,并随机分为对照组、超短波治疗组和超短波+MAPK抑制剂组,同步设立假手术组共计4组。改良Allen法构建大鼠脊髓损伤模型,BBB评分、运动诱发电位检测评估各组大鼠运动功能恢复的差异;HE染色法评估各组脊髓损伤部位脊髓空洞形成的差异;Real-time PCR法检测各组大鼠损伤部位脊髓内炎症因子TNF-α和IL-6 m RNA的差异表达,Western Blot法检测各组大鼠脊髓损伤组织内p38/MAPK通路的活性及表达,通过统计学分析证明超短波治疗对促进脊髓损伤后功能恢复、抑制脊髓损伤部位炎症反应及与p38/MAPK通路活性变化的相关性。并初步探讨其对脊髓损伤后减轻炎症反应的作用机制。结果:同组大鼠在不同时间点的BBB评分在SCI术后1日已呈现上升趋势,但差别不大,不具备统计学差异(P>0.05)。但在SCI术后1周、2周,对照组、超短波治疗组和超短波+MAPK抑制剂组及假手术组的组间差异显著,具备统计学意义(P<0.05)。通过显微镜下观察,假手术组相对于其余分组,未出现显著的胶质细胞增生及瘢痕形成。其余治疗组均在损伤1日后出现了明显的脊髓损伤中心出血现象,并伴有炎症细胞聚集;1周后,尼氏体开始分解为细尘颗粒,并逐渐出现神经元凋亡,随之产生星形胶质细胞活化现象,胶质瘢痕开始浸润周边炎症细胞。2周后,胶质瘢痕形成,星形胶质细胞继续增生,此时超短波治疗组形成的瘢痕较其余2组减少。4周后超短波治疗组和超短波+MAPK抑制剂组胶质细胞大量增生,瘢痕组织及空洞形成,差异有统计学意义(P<0.05)。大鼠术后1天除假手术组外运动诱发电位波幅均降低,术后1周至4周时,超短波治疗组及超短波+MAPK抑制剂组与对照组相比,N1波的潜伏期缩短,波幅增高,表示组间存在差异,具备统计学意义,(P<0.05)。Real-time PCR法检测术后1天至4周各组大鼠损伤部位脊髓内炎症因子TNF-α和IL-6的m RNA含量表明,超短波治疗组及超短波+MAPK抑制剂组相比较对照组,TNF-α和IL-6的m RNA含量明显降低,在抑制了MAPK通路后,TNF-α和IL-6的m RNA含量进一步降低。提示超短波治疗能够有效降低伤区炎性细胞因子的含量,并能够协同抑制p38/MAPK蛋白转导通路,对SCI术后早期运动功能的恢复有促进作用。结论:通过对超短波治疗组及超短波+MAPK抑制剂组的观察,小剂量超短波治疗通过抑制损伤区域的炎症因子TNF-α和IL-6的产生,对脊髓损伤后运动功能恢复有促进作用,p38/MAPK蛋白转导是调节机体炎症反应的主要信号转导通路,脊髓损伤后,该通路被激活,产生大量炎症因子,通过抑制剂的注入,抑制P38/MAPK的激活后,TNF-α和IL-6的含量进一步减少,提示USW与MAPK抑制剂有协同抑制p38MAPK通路的激活作用。