研究背景脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是由于各种不同的致病因素(如交通、工伤事故及运动意外等)引起脊髓结构、功能的损害,给患者和家庭带来巨大的身心痛苦,但到目前为止,并没有足够的治疗手段来恢复其功能。一般来说,SCI可以人为地分为三个阶段:急性期、继发性损伤期和慢性期,急性期损伤阶段指脊髓遭受机械性外力损伤后瞬间发生,而继发损伤阶段是在原发损伤基础上发生的多种因素参与的序列性组织自毁性破坏的过程。脊髓损伤的最终结局不但取决于原发机械损伤,更与继发损伤的发展程度密切相关。继发性SCI一直是困扰医学专家的世界性难题之一,目前关于继发性损伤的机制尚未完全阐明。研究发现神经元和胶质细胞的凋亡在损伤的区域中心是从6h开始,24h后向周围扩展。神经元凋亡主要位于直接损伤区域,伤后24-48h达到高峰;胶质细胞凋亡出现在伤后4h-14d的各个阶段,伤后24h出现第一个高峰,伤后7-10d出现第二次高峰,并从损伤区中心向周围波及至少达几毫米。可见神经胶质细胞和脊髓继发性损伤的修复密切相关。而在神经科学领域,长期以来一直认为损伤的中枢神经组织是不能再生的。而且既往的研究认为,在SCI后修复过程中,星形胶质细胞对于轴突再生有阻碍作用。然而,最近的一系列研究表明,星形胶质细胞对神经修复也能够带来有益的作用。血小板衍化生长因子(Platelet-derived growth factor,PDGF)是由多种细胞合成和分泌的,它能够与神经细胞上的特异性受体(PDGFR)结合,并且能够促进神经细胞增殖、分化、趋化和预防程序性死亡的作用。有实验报道脊髓损伤后,PDGF会在脊髓损伤灰质部位中神经元,星型胶质细胞中增多。另一方面,糖尿病现在已成为一种常见病,由于糖尿病会伴有多种慢性的并发症,临床也已发现,糖尿病患者伴发脊髓损伤者具有较高的致死率,同样,合并有糖尿病的创伤性脊髓损伤患者的恢复也不尽如人意,有研究证实糖尿病大鼠在脊髓损伤中,凋亡细胞明显多于脊髓损伤对照组,同时,CHOP和Caspase-12表达明显增多,表明糖尿病大鼠在脊髓损伤后能难以恢复,但是,其具体的分子机制尚不清楚,本实验拟通过观察糖尿病大鼠在脊髓损伤后,PDGF在星型胶质细胞中的表达量,来初步研究PDGF在脊髓损伤的作用,为临床上糖尿病脊髓损伤患者治疗提供实验和理论依据。目的观察糖尿病大鼠脊髓机械性损伤后(spinal cord injury,SCI)损伤处脊髓PDGF在星型胶质细胞中的表达量,以探讨脊髓损伤过程中初步研究PDGF的作用。材料和方法健康成年SD大鼠36只,雌雄不拘,体重150g-180g,由浙江大学动物实验中心提供。动物随机分为3组(n=12):(1)假手术对照组,(2)脊髓损伤组,(3)糖尿病脊髓损伤组,糖尿病组尾静脉注射链尿佐菌素(STZ),制作成糖尿病模型,维持高血糖状态4周后,采用Allen氏WD(weight drop,WD)技术制作大鼠脊髓损伤模型;脊髓损伤组只采用Allen氏WD技术制作大鼠脊髓损伤模型;假手术对照组,只作全椎板切除不做脊髓打击。运用BBB评分、形态学观察和免疫组化、Western-blot等方法,观察脊髓打击损伤24h和7d后,大鼠运动功能的改变、脊髓的病理变化、PDGF在星型胶质细胞的表达变化。采用UTHSCSA Image Tools 3.0图像分析处理系统进行分析,统计各张切片单位面积内(mm~2)PDGF阳性细胞的数量和光密度。BIO-RAD的软件Quantity one测定并用相对灰度值表示PDGF蛋白的表达量,SPSS统计分析软件对所得数据进行分析。结果1、糖尿病模型成功4周后,该组大鼠体重189.1±18.4 g,血糖值为23.7±3.25mmol/L,而脊髓损伤组大鼠体重为260.5±32.1 g,血糖值4.9±0.5 mmol/L,假手术对照组则为258.9±30.7 g和4.8±0.6 mmol/L,该两组和糖尿病脊髓损伤组差异均有统计学意义(P＜0.01)。2、脊髓损伤24h后,糖尿病和损伤组大鼠均出现截瘫,出现严重运动功能障碍,其中脊髓损伤组大鼠和糖尿病损伤组大鼠BBB功能评分均为1-2分不等,两组差异无统计学意义(P＞0.01),损伤7天后,脊髓损伤组大鼠恢复为7-8分不等,而糖尿病脊髓损伤组恢复缓慢,BBB功能评分为3-4分不等(P＜0.01),假手术对照组运动自如,未出现任何功能障碍,术后24h和7d评分均为21分(P＜0.01)。3、HE染色结果可以观察到正常大鼠T10段脊髓结构完整,灰质中的神经元,星型胶质细胞结构清楚,术后24h,脊髓损伤组和糖尿病脊髓损伤组的T10段的损伤部位白质中可见肿胀的轴突和大量空泡,灰质中存在极少量的神经元和胶质细胞,7d后,损伤范围确定,损伤段变细,脊髓内有空洞形成,其中糖尿病脊髓损伤组的空洞大于脊髓损伤组,并且周围有炎性侵润。4、PDGF阳性表达部位为星型胶质细胞,术后24h、7d,正常组内PDGF表达少,没有太大的变化,24h后,脊髓损伤组和糖尿病脊髓损伤组中PDGF表达增多,其中脊髓损伤组明显多于糖尿病脊髓损伤组,具有显著性差异(P＜0.01)。7d后,其中脊髓损伤组损伤部位的PDGF持续高表达,与糖尿病脊髓损伤组相比具有显著性差异(P＜0.01)。5、在Western blot检测中,正常组中在两个时间段中都仅有少量的PDGF的蛋白表达,并且没有太大的变化,24h后,脊髓损伤组PDGF表达明显多于糖尿病脊髓损伤组,有显著性差异(P＜0.01)。在损伤7d后,脊髓损伤组中PDGF持续高表达,条带明显浓于糖尿病脊髓损伤组(P＜0.001),这与免疫组化的结果一致。结论1、糖尿病脊髓损伤大鼠7天后BBB评分明显低于脊髓损伤组大鼠。2、糖尿病脊髓损伤大鼠脊髓损伤后PDGF表达量亦明显减少,可能与高血糖状态下促进脊髓的损伤以及抑制其损伤后恢复有关。