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前言:脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)所带来的健康问题及社会问题极其严重,且其修复难度大、过程长,是目前国内外一个普遍的医疗难题。高压氧(hyperbaric oxygen, HBO)治疗作为SCI的治疗方法之一,在基础实验及临床实践中效果明显,在SCI前进行的称为高压氧预处理(hyperbaric oxygen pre-conditioning, HBO-PC),其在实验中疗效较好。通过HBO-PC干预SCI,能够有效减少伤后发生神经元细胞凋亡的几率,减轻其损伤严重程度,从而发挥其对脊髓局部与整体的保护作用,但目前仍未明确HBO-PC减少SCl后局部神经细胞凋亡的具体作用机制。本实验旨在探讨HBO-PC干预大鼠SCI后神经细胞凋亡情况,从而进一步阐明HBO-PC参与处理大鼠SCI对神经元Caspases凋亡通路的可能作用机理。目的:通过研究大鼠SCI前进行HBO-PC的作用,从而阐明HBO-PC对动物运动功能的影响以及对Caspases凋亡通路调控的可能机制,进而为更深层次的实验研究提供基础,以及为临床治疗的应用提供理论依据,促进HBO在临床的应用,从而造福患者。方法:实验研究:实验动物选取健康的雄性Wistar大鼠36只,采用随机数字表法将大鼠随机分为以下三组:①正常对照组,共12只大鼠(CON组,n=12);②脊髓损伤组,共12只大鼠(SCI组,n=12);③高压氧预处理组,共12只大鼠(HBO-PC组,n=12)。其后的治疗方式为:①HBO-PC组大鼠进行10次高压氧预处理治疗;②HBO-PC组大鼠与SCI组大鼠两组均按照改良的Allen’s打击法制备T7~T9节段脊髓损伤大鼠动物模型;③CON组不作HBO-PC治疗或其他任何特殊处理。模型制备完成2w后,可进行以下操作:①进行各组大鼠的活体BBB运动功能评分并记录分数;②进行大鼠活体MEP检测,详细记录具体数据;进行大鼠损伤节段脊髓MRI扫描,对比各组成像区别;③处死大鼠,予进行脊髓组织切片,然后取出大鼠T7-T9节段脊髓组织并予冷冻保存,部分予行病理学检测;④分别提取各组大鼠的脊髓组织总RNA,然后采用实时荧光定量PCR方法检测脊髓组织中Caspase-12、Caspase-7、 Caspase-8、Caspase-3、Fas、TNF-α、TNF-R Ⅰ、TNF-RⅡ、CYC、Bak、Bax、Bcl-x、 Bcl-2的相对表达量。结果:实验研究:与CON组相比较,HBO-PC组大鼠与SCI组大鼠脊髓组织的CYC、Caspase-12、Caspase-7、Caspase-8、Caspase-3、Bak、Bax表达水平增高,差异有显著统计学意义(P<0.01)。HBO-PC组大鼠BBB运动功能评分及MEP检测结果与SCI组大鼠相比较,差异均有显著统计学意义(P<0.01)。HBO-PC组脊髓MRI成像无发现明显脊髓损害。与CON组相比较,SCI组大鼠脊髓组织结构紊乱,灰质、白质界限不清,神经元及微血管减少,神经纤维中断,有明显胶质瘢痕及微囊结构形成;HBO-PC组大鼠脊髓组织尼氏体明显减少,细胞间质不均匀,灰质与白质结构相对SCI组较清晰,可见微囊形成。与SCI组大鼠相比,HBO-PC组大鼠Caspase-12、Caspase-7、 Caspase-8、Caspase-3的表达降低,组间差异有统计学意义(P<0.05); Bak表达水平增高,组间差异无显著统计学意义(P>0.05); CYC、Bax表达水平降低,组间差异有显著统计学意义(P<0.05)。CON组、HBO-PC组、SCI组的Bcl-x、Bcl-2、Fas、 TNF-α、TNF-RⅠ、TNF-RⅡ、表达差异无统计学意义(P>0.05)。结论:本实验在大鼠SCI前进行HBO-PC,能够对损伤局部组织产生保护作用,归根结底,因为大鼠SCI前给予HBO-PC能够抑制伤后Caspase-12、Caspase-7、Caspase-8、 Caspase-3、CYC、Bax等促凋亡蛋白表达,有效减少神经元细胞的凋亡数量,改善脊髓组织病理结构,减轻细胞凋亡的内质网与线粒体通路作用情况,从而减轻损伤程度,故其具体作用机制可能与此有关。且HBO-PC减少神经元细胞凋亡与细胞的死亡信号通路无关。