急性脊髓损伤(ASCI)后继发性脊髓损伤所产生的脊髓损害远远超过了原发性损伤,而脊髓水肿是其最重要的生理生化改变之一。水通道蛋白4(AQP4)为13种哺乳动物的水通道蛋白之一,在中枢神经系统表达最为丰富,主要分布在脑和脊髓的星形胶质细胞膜上,具有选择性转运水的功能。ASCI所出现血-脊髓屏障的破坏可能会影响到脊髓星形胶质细胞膜上AQP4的表达,故将AQP4、MRI动态成像结合起来综合判断脊髓损伤具有非常重要的意义。本研究利用自制改良的Allen装置建立兔急性不完全性脊髓损伤动物模型,模拟人类临床上外伤所致的脊髓损伤,应用免疫组化、RT-PCR等方法,检测脊髓损伤后不同时段的脊髓组织AQP4的表达变化,并对ASCI后AQP4的表达与脊髓水肿、MRI动态成像的相关性进行分析,探索脊髓水肿及其磁共振成像的分子生物学机制。研究发现兔ASCI后6h即出现水肿并迅速加重,3d时达高峰,以后逐渐减轻;损伤6h AQP4蛋白及其mRNA表达即开始增加并持续上升,伤后3d达到高峰,以后表达逐渐减少,损伤7d表达仍稍高于正常。脊髓损伤AQP4蛋白及其mRNA表达变化与脊髓水含量呈显著正相关;同时也发现MRI的T2加权像相对信号强度值与AQP4蛋白及其mRNA表达变化呈显著正相关。结果表明AQP4过度表达参与了脊髓损伤后脊髓水肿的形成过程,是脊髓水肿产生的分子生物学机制之一,AQP4抑制剂或负调节物可能会对减轻脊髓水肿程度、降低死亡率和致残率有重要作用;同时AQP4表达增加也是T2WI形成高信号的分子机制之一,MRI能动态监测急性实验性不完全性脊髓损伤的演变过程。