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目的:建立大鼠利多卡因脊髓神经毒性模型,观察鞘内注射高浓度利多卡因时大鼠痛阈、脊髓凋亡、脊髓Cav3.2mRNA及其蛋白表达、天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(Caspase-3)表达的变化和鞘内注射Cav3.2反义寡聚核苷酸(Cav3.2-AS)对其影响,探讨Cav3.2T型钙通道在其中的作用。 方法:第一部分建立大鼠利多卡因脊髓神经毒性模型。 雄性SD大鼠40只,体重230~270 g,采用随机数字表法随机分为5组(n=8):正常大鼠组(C组)、溶媒组(D组)、5%利多卡因组(L5组)、10%利多卡因组(L10组)、15%利多卡因组(L15组)。D组、L5组、L10组和L15组分别鞘内注射1%二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)、5%、10%、15%利多卡因20μl。分别在鞘内置管前、鞘内给药前、鞘内给药后2h、4h、8h、12h、1d、2d、3d、4d、5d、6d、7d测定机械缩足阈值(mechanical withdrawal threshold,MWT)和热缩足潜伏期(thermal withdrawal latency,TWL),记录给药后第7d仍有后肢瘫痪的大鼠例数。并取大鼠脊髓做病理切片,观察大鼠脊髓神经元的变化。 第二部分 Cav3.2在大鼠利多卡因脊髓神经毒性中的作用 雄性SD大鼠72只,体重230~270 g,随机分为6组(n=12):Ⅰ组(空白对照组);Ⅱ组(DMSO组);Ⅲ组(10%利多卡因组);Ⅳ组(Cav3.2-AS+10%利多卡因组);Ⅴ组(Cav3.2-MM+10%利多卡因组);Ⅵ组(NS+10%利多卡因组)。Ⅰ组不作任何处理,Ⅱ~Ⅵ组大鼠行鞘内置管,置管后第5天Ⅳ~Ⅵ组分别鞘内注射12.5μg/lOμl的Cav3.2-AS、Cav3.2错义寡聚核苷酸(Cav3.2-MM)或NS10μl,连续4d,每天2次;第9天Ⅱ组鞘内注射1%DMSO20μl,其余四组则注射10%利多卡因20μl。分别于鞘内置管前、最后一次鞘内给药前、给药后12h、1d~4d测定MWT和TWL。随机取4只大鼠脊髓腰骶段TUNEL法检测细胞凋亡,4只用免疫印迹法(Western blot)检测Cav3.2和Caspase-3蛋白表达,4只用RT-PCR法检测Cav3.2mRNA的表达。 结果:第一部分 L15组有三只大鼠给药后7d仍有一侧后肢瘫痪。 与C组比较,D组给药后MWT、TWL无明显变化(P>0.05),L5组给药后2h~8hMWT升高、TWL延长(P<0.05),L10组给药后2h~3d MWT升高、TWL延长(P<0.05),L15组给药后2h-4d MWT升高,2h-5d TWL延长(P<0.05)。 脊髓病理切片显示,L5、L10、L15组脊髓神经元发生不同程度结构破坏,尼氏小体减少,细胞破裂,细胞核裂解,以L15组大鼠细胞损伤最严重。 第二部分 行为学变化与Ⅰ组相比,Ⅱ组给药后各时点MWT、TWL差异无统计学意义(P>0.05),Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组大鼠给药后12h~3d MWT升高、TWL延长(P<0.05),Ⅳ组大鼠给药后12h~2d MWT升高、TWL延长(P<0.05);与Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组比较,Ⅳ组给药后12h~2d TWL缩短(P<0.05)。 TUNEL结果与Ⅰ组比较,Ⅱ组大鼠神经元凋亡指数(apoptosis index,AI)差异无统计学意义(P>0.05),Ⅲ~Ⅵ组 AI明显增高(P<0.05);与Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组相比,Ⅳ组AI明显降低(P<0.05)。 Cav3.2蛋白表达与Ⅰ组比较,Ⅱ、Ⅳ组大鼠Cav3.2蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05),Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组明显增高(P<0.05)。 Caspase-3蛋白表达与Ⅰ组比较,Ⅱ组Caspase-3蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05),Ⅲ~Ⅵ组明显增高(P<0.05);与Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组相比,Ⅳ组明显降低(P<0.05)。 Cav3.2mRNA的表达与Ⅰ组比较,Ⅱ大鼠Cav3.2mRNA差异无统计学意义(P>0.05),Ⅲ~Ⅵ组明显增高(P<0.05);与Ⅲ、Ⅴ和Ⅵ组相比,Ⅳ组大鼠Cav3.2mRNA明显降低(P<0.05)。 结论:鞘内注射10%利多卡因适合用于建立大鼠局麻药脊髓神经毒性模型;鞘内注射10%利多卡因可使大鼠脊髓Cav3.2mRNA和蛋白表达增高,细胞凋亡增多;鞘内注射Cav3.2反义寡聚核苷酸可抑制大鼠脊髓Cav3.2表达,改善利多卡因引起的行为学障碍,减少脊髓凋亡,提示脊髓Cav3.2T。型钙通道参与鞘内注射利多卡因致大鼠脊髓神经毒性的过程。