周围神经病变(peripheral neuropathy)是人类免疫缺陷病毒(human immunodficiency virus，HIV)感染和/或艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)病人最常见的并发症。周围神经病变使HIV感染的各个阶段变得更为严重和复杂。这一并发症对病人肢体的功能具有严重的影响。患有这种病变的病人肢体远端出现感觉异常，随着病情的进展，病人将会出现极度疼痛和功能障碍，并最终因此而丧失行走功能。远侧对称性多发性神经病(distal symmetrical polyneuropathy,DSP)是HIV感染病人并发周围神经病变最常见的一种形式，常在HIV感染的中晚期开始出现。DSP特征性的感觉神经症状包括亚急性或慢性的自发性或诱发性的疼痛。DSP主要的特征性的病理改变包括肢体远侧长的轴突变性、无髓神经纤维的缺失和周围神经以及背根神经节(dorsal root ganglion，DRG)内不同程度的巨噬细胞浸润。然而，对这一并发症的病理发生机制却很少有人注意到。有趣的是，HIV感染本身可引起周围神经病变，而用核苷相似物逆转录酶抑制剂类(nucleoside reverse transcriptase inhibitor,NRTI)类抗HIV药物治疗AIDS时也引起周围神经病变，而且这种周围神经病变与单纯由HIV感染时所引起的周围神经病变在临床上难以区分。HIV gp120是一种膜蛋白，可直接兴奋初级传入神经元而导致痛觉过敏，但gpl20对初级传入神经元的形态学或线粒体的影响作用目前尚不清楚。二脱氧肌苷(didanosine，ddI)是一种NRTI类抗HIV药物，是目前被批准用于抗HIV感染的药物，这种药物通过替代DNA链合成中的核苷抑制RNA到DNA的逆转录，从而终止DNA链的延长。然而ddI的应用是引起周围神经病变的一个重要因素。但到目前为止这种周围神经病变的病理发生机制并不清楚。ddI本身是否能引起神经元的形态学和功能异常尚需要进一步证实。基于以上研究背景，本课题在体外建立背根神经节培养模型(细胞分散培养和器官型培养)，经HIV gp120和ddI处理后，用倒置相差显微镜动态观察活细胞的生长状态；经微管相关蛋白2(microtubule-associated protein 2，MAP2)免疫荧光标记后用共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscope，CLSM)观察神经元胞体和突起的形态学改变；标本经固定、包埋、超薄切片、染色后，用电子显微镜观察神经元超微结构的改变；用JC-1标记后，用荧光分析计检测荧光强度分析DRG细胞线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential，MMP)的改变。用以上各项形态和功能指标综合分析这种周围神经病变的病理发生机制。 实验结果如下：(1)倒置相差显微镜下活细胞观察，用高浓度的gp120或ddI孵育后，分散培养的DRG神经元突起变短；用gp120或ddI孵育的器官型培养的DRG神经元与对照组相比没有改变。(2)CLSM观察，未用gp120或ddI孵育的分散培养的DRG神经元，从胞体项部到底部的10个连续断层扫描的层面上，多数神经元从第3～4层就开始有神经突起出现，大多数突起集中在第5～8或3～9个层面内。用gp120或ddI处理后，神经突起开始出现的层面比对照组要低。而且随着gp120或ddI浓度的增加，神经突起在细胞断层扫描中开始出现的平面也越低。(3)分散培养的DRG神经元的定量分析结果为用gp120或ddI孵育后神经元突起的数目变少、单个神经元最长的一个突起的长度变短以及每个神经元神经突起的总长度变短，而且与gp120或ddI呈剂量依赖关系。但用gp120和ddI处理的DRG神经元胞体的直径没有变化。(4)未用gp120和ddI处理的分散培养的DRG神经元和器官型培养的DRG组织块长出的神经突起经电子显微镜观察的结果为：神经突起内的神经丝、微管排列规律，线粒体结构正常，线粒体嵴结构清晰。用gp120或ddI处理后DRG神经元的超微结构发生了改变：神经突起内有的区域神经丝、微管排列紊乱，有的区域神经丝、微管聚集或崩解，线粒体嵴断裂、消失或出现空泡化现象，在神经丝和微管之间有散在的小的糖原样颗粒聚集或出现较大的高电子密度颗粒，有时在神经突起内可见溶酶体样结构。(5)分散培养的DRG神经元用gp120或ddI孵育后MMP降低，而且与gp120或ddI呈剂量依赖关系。以上结果表明：(1)gp120或ddI均可直接作用于分散培养的DRG神经元，引起神经元突起的数目变少、神经元突起的长度变短，而且与gp120或ddI呈剂量依赖关系，这表明其神经毒性作用与gp120或ddI的浓度有关。但gp120和ddI孵育后并没有引起DRG神经元胞体的皱缩或神经元突起的消失，表明gp120或ddI的神经毒性作用在一定程度上是可逆的。(2)引起分散培养的DRG神经元形态学改变的相同浓度的gp120或ddI，对器官型培养的DRG神经元光镜下的形态学并没有影响，这表明器官型培养的DRG在体外培养中各种细胞仍然保持着与在体内相似的生长发育过程，对抗外加刺激的能力比分散培养的DRG神经元强。(3)相同浓度的gp120或ddI均可引起分散培养的DRG神经元和器官型培养的DRG神经元超微结构的改变，主要是线粒体结构和细胞骨架的改变，表明神经元的超微结构对gp120或ddI均较敏感。(4)gp120和ddI均可使分散培养的DRG神经元MMP降低，而且与gp120或ddI呈剂量依赖关系，表明gp120和ddI引起周围神经病变的原因之一与线粒体的功能改变有关。(5)gp120和ddI的神经毒性作用机制可能是直接作用于神经元或者是通过间接作用于Schwann细胞来介导的。 总之，本研究证实了gp120或ddI对分散培养的DRG神经元和器官型培养的DRG神经元均具有神经毒性作用，这表明gp120和ddI在HIV感染或在抗逆转录治疗时并发周围神经病变的发生过程中起了一定的作用，产生这种周围神经病变的细胞和分子机制以及这种周围神经病变的有效的治疗措施尚需要进一步探讨。