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轴突损害是多发性硬化(multiple sclerosis,MS)最早期及进展严重的表现,是MS永久残疾的重要病理决定因素[7]。目前研究认为导致此病理的一个重要因素可能来自髓鞘成分的轴突生长抑制作用,其核心部分是轴突生长抑制转导通路。轴突生长抑制因子Nogo蛋白受体(Nogo receptor,NgR)是轴突生长抑制转导通路最重要的递质受体之一,NgR位于细胞膜上,介导神经轴突生长抑制的跨膜信号,其胞内通过RhoA-RhoK通路发挥作用。Fasudil是Rho激酶(Rho kinase,RhoK)特异性的拮抗剂,有促进神经轴突损伤修复作用。本研究通过观察NgR蛋白在MS的实验模型一实验性变态反应性脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis,EAE)的表达情况,及尝试使用Fasudil治疗EAE动物模型,了解NgR的表达情况与EAE的发病发展的关系和EAE是否能从Fasudil干预治疗中获益,进而了解神经轴突生长抑制通路是否参与了EAE的病理过程及其可能机制,初步探讨神经轴突生长抑制通路对MS病因和病情进展的影响,以及通过促进受损神经再生治疗MS的新方法。
材料与方法:分空白对照组(A组)、SD大鼠组(B组)、Lewis大鼠组(C组)、豚鼠组(D组)、Fasudil早期干预组(E组)、Fasudil晚期干预组(F组)、发病后地塞米松干预组(G组)、发病后Fasudil+地塞米松干预组(H组)等八组实验动物。均采用相同剂量及相同方法制作的豚鼠脑脊髓白质匀浆制作的诱导乳剂,诱导建立EAE动物模型,A组动物致敏当天仅双后足垫皮下注射生理盐水。对E、F、G、H组动物在相应的时间给予相应的药物干预治疗,对致敏动物进行持续的行为学观察,发病后进行临床症状评分及用HE染色、NISSLE染色、砂罗铬花青染色(髓鞘)染色等方法观察病理改变,并进行炎症评分;免疫组化观察NgR的表达及行NgR阳性细胞数量计数,最后用Adobe Photoshop CS310.0、ImageJ 1.37v和SPSS11.0等软件处理分析结果。
结果:
1、A、B、C、D四组比较:C组发病最稳定(100%),病程短(平均为8天),患病死亡率高(66.7%);B组发病稳定性较差(50%),潜伏期短(平均为11天),病程较长(平均为11天),患病死亡率低(0);D组发病稳定性较好(83.3%),患病死亡率低(0),而病程最长(平均为18天)。B、C、D组与A组(对照组)临床平均最高得分相比差异有显著性意义(P<0.01),B组与C组,及C组与D组相比较,临床平均最高得分有显著性差异(P<0.05和P<0.01),但B组与D组比较无显著性差异(P>0.05)。B、C、D三组动物均有相同的病理改变,如大量炎症细胞浸润,胶质细胞增生,血管“袖套样”和脱髓鞘改变等。
2、A、B两组患病动物NgR阳性细胞表达比较,无论是NgR平均阳性细胞计数还是平均灰度值均有显著性差异(P<0.01)。B、C、D三组患病动物NgR阳性细胞比较,无论是NgR平均阳性细胞计数还是平均灰度值均未见显著性差异(P>0.05)。C组患病动物无论是皮层还是脊髓,NgR阳性细胞数分级评分、炎症细胞数分级评分、临床症状评分等三者均存在两两的正相关关系(P<0.01)。
3、C、E、F、G、H五组对照,E、F、G、H四组患病死亡率较C组明显下降,E、H两组患病死亡率均为0,G组为16.7%,F组为33.3%。C、E、F、G、H五组进行单因素方差分析比较,临床平均最高得分相比有显著性差异(P<0.05),其中F、G组与C组临床平均最高得分相比差异无显著性(P>0.05),E、H组与C组比较则有显著性意义(P<0.01和P<0.05)。另外,E、F、G、H四组两两比较均未见显著性差异(P>0.05)。
4、从炎症评分平均值看,无论是皮层还是脊髓,E、F、G、H四组均较C组下降,但通过统计数据分析,只有E组与C组皮层及脊髓两个部位的评分比较有显著性差异(P<0.05),余下F、G、H三组与C组皮层及脊髓两个部位的评分比较均未见显著性差异(P>0.05),另外,E、F、G、H四组皮层及脊髓两个部位两两比较均未见显著性差异(P>0.05)。
5、单因素方差分析,C、E、F、G、H五组皮层NgR平均阳性细胞计数未见显著性差异(P>0.05),但脊髓的NgR平均阳性细胞计数有显著性差异(P<0.05);其各组之间均数多重比较,E、F组间皮层,及E与F、G、H组间脊髓NgR平均阳性细胞计数有显著性差异(P<0.05),余组间比较未见显著性差异(P>0.05):从NgR平均灰度值观察,单因素方差分析,C、E、F、G、H五组无论是皮层还是脊髓,NgR平均灰度值均未见显著性差异(P>0.05);但各组之间均数多重比较,E、H组间皮层,及E、F组间脊髓NgR平均灰度值有显著性差异(P<0.05),余组间比较未见显著性差异(P>0.05)。
结论:
1、不同种属动物建立的EAE动物模型各自有不同的临床特点,但其都有EAE典型的病理特征,本课题的开展因应不同研究项目的需要选取不同种属的动物模型,Lewis大鼠因为EAE的敏感鼠系,发病稳定,用于建立观察Fasudil干预治疗EAE动物模型。
2、作相同种属动物模型与空白对照组动物比较时,患病SD大鼠皮层和脊髓的NgR表达明显比对照大鼠高,尤其是在动物的皮层组织。NgR表达主要集中在病理损害区域的边缘,往往病损区越大,NgR表达的指标就越高;致病SD大鼠皮层损害较脊髓严重,皮层NgR表达的指标与对照的差异也较脊髓明显。
3、不同种属动物模型的比较,皮层和脊髓的NgR表达未见显著性差异。NgR在EAE动物模型中表达的改变无种属的特异性,具有普遍意义。
4、根据EAE动物模型中NgR的表达与临床症状及炎症评分两项指标之间的比较,NgR的表达与EAE动物模型的临床病理表现存在明确的正相关关系。
5、从临床疗效分析,Fasudil对EAE的治疗效果肯定,其在早期干预和晚期联用地塞米松时,均有较好的疗效。
6、Fasudil可能通过两种途径治疗EAE:(1)Fasudil对抑制EAE的炎症发展存在-定效果,但需要获取更多证据证实;(2)从NgR表达的结果推测,Fasudil可能通过抑制神经轴突生长抑制通路,及促进神经突起再生,达到治疗EAE的目的。