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免疫炎症反应是机体免疫系统抵御外界环境和维护自身的正常生理过程。而当组织损伤时,它也是重要参与者,既可抵抗损伤处感染,又可为损伤组织提供细胞因子利于其再生修复。但免疫炎症反应在脊髓损伤后的作用备受争议:一方面,脊髓损伤后激活的免疫炎症反应造成脊髓组织继发性损伤恶化;另一方面,免疫炎症反应清除细胞碎片并分泌对神经元起保护作用的细胞因子如转化生长因子-β(TGF-β)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子-3(NT-3)和神经生长因子(NGF)等,利于损伤脊髓组织的修复和再生。但是笼统的说脊髓损伤后的自身免疫炎症反应好与坏是不科学的,因为免疫炎症细胞需要相互联系和影响,形成行使作用的免疫细胞网络从而发挥免疫功能。即形成特定的免疫状态,发挥特殊作用。不同免疫状态下,自身免疫反应有很大的差别。我们前期实验发现,脊髓损伤后的免疫炎症反应具有双面性,在脊髓损伤早期,它们主要表现为破坏性作用,加重脊髓损伤;而时间进程的推进,又逐渐转化为神经保护性作用,促进损伤组织的修复。这使我们想到是不是损伤区的免疫状态发生了转变,致使免疫炎症反应的作用也发生了转型呢?如果的确存在转变,那么又是那些类型的细胞起了关键性作用呢?为了证实我们的假设,我们试图通过分析不同免疫状态对小鼠脊髓损伤修复的影响,寻找更利于脊髓损伤修复的免疫状态、不同免疫状态下损伤区的差异和发挥关键作用的细胞类型。为探索通过干预免疫反应过程来治疗脊髓损伤的治疗策略提供更有力的理论基础。实验中用到三种免疫状态下小鼠,即BALB/c、DO11.10小鼠和无胸腺裸鼠。其中BALB/c小鼠为正常免疫状态小鼠,DO11.10小鼠和无胸腺裸鼠均为BALB/c遗传背景下外周分别缺失正常功能CD4+ T淋巴细胞和T淋巴细胞的小鼠。实验分为两部分:1.不同免疫状态小鼠脊髓损伤后运动功能恢复状况的差异通过SCI后11 w的BBB评分和足迹分析两种行为学实验来评价三种免疫状态小鼠运动功能恢复状况。2.不同免疫状态小鼠脊髓损伤区的细胞学和形态学差异通过SCI后1 w、2 w和3 w三个时间点的H&E染色、巨噬细胞免疫荧光三标记实验和T淋巴细胞的三标记实验,来分析三种免疫状态小鼠脊髓损伤区免疫细胞的差异。损伤区域残存神经纤维160(NF160)和胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)的免疫荧光实验,观察三种小鼠脊髓损伤区局部形态学差异。通过以上两部分实验,我们得到了如下的实验结果:1.三种免疫状态对小鼠的脊髓损伤修复有明显的影响首先,从BBB评分来分析运动功能恢复情况:无胸腺裸鼠一直明显好于BALB/c和DO11.10小鼠(p<0.01);DO11.10小鼠在损伤后4 w内要好于持续低迷的BALB/c小鼠(p<0.05),但4 w后BALB/c小鼠恢复较快,到6 w时几乎追平了DO11.10小鼠,而到7 w后已经远好于DO11.10小鼠(p<0.01)。足迹分析实验也证实了三种免疫状态小鼠脊髓损伤恢复的差异。SCI后2 w,BALB/c小鼠后肢状况仍很差,基本无运动能恢复;DO11.10小鼠稍好,已有明显的后足运动的趋势和成一定频率的左右侧互换;裸鼠要好于前两者,首先裸鼠足底可以着地,尽管不那么恒定,其次,可以看到不太稳定的左右协调运动。到3 w时,三组小鼠都出现了相应的进步。BALB/c组可看到一定的步履,尽管主要靠足背侧产生,偶尔会出现足底着地;而DO11.10小鼠则出现了一侧足底着地和一定的协调性的现象;裸鼠依然是最稳健的,基本全是足底着地,协调性也好于2 w时的状况。6 w和11 w的步长和步间距统计分析结果基本与BBB评分结果相一致,裸鼠状态明显好于BALB/c和DO11.10组(p<0.01)。11 w时BALB/c小鼠稍好于DO11.10小鼠,但统计分析无显著差异。2.不同免疫状态小鼠脊髓损伤区免疫细胞的存在明显差异损伤1 w的H&E染色显示DO11.10小鼠和裸鼠损伤区免疫炎性细胞稍多于BALB/c小鼠。巨噬细胞免疫荧光三标记的实验显示,DO11.10小鼠和裸鼠损伤区M2型巨噬细胞比BALB/c小鼠多,裸鼠损伤区及周边CD11b阳性巨噬/小胶质细胞要比BALB/c和DO11.10小鼠多。M1型巨噬细胞无明显差异。T淋巴细胞三标记的免疫荧光实验结果则证实,三种小鼠免疫状态有很大的差别。3 w时,BALB/c小鼠脊髓损伤区已出现大量活化的CD4+、CD8+ T淋巴细胞;DO11.10小鼠损伤区仅存在个别CD4+ T淋巴细胞,但处于无活性状态;裸鼠则基本无T淋巴细胞出现在损伤区及周边。2 w时, NF160和GFAP免疫荧光实验也证实,三种免疫状态小鼠脊髓损伤区局部存在形态学差异。GFAP免疫荧光实验显示DO11.10小鼠和裸鼠损伤边界较清晰。而NF160阳性神经纤维则在裸鼠脊髓损伤区存在较多。通过以上两部分实验,我们认为BALB/c、DO11.10小鼠和无胸腺裸鼠三种不同的免疫状态的确对其自身脊髓损伤恢复状态产生了很大的影响。裸鼠的免疫状态更利于其脊髓损伤修复。分析三种免疫状态下脊髓损伤区免疫细胞我们发现,精氨酸酶Ⅰ、CD11b阳性巨噬细胞的较高表达和T淋巴细胞缺失的免疫状态可能更较利于脊髓损伤后的修复。而BALB/c小鼠特殊的恢复状况则提示我们,T淋巴细胞功能的复杂性与特定时期的免疫状态有相关性。