神经生长因子防止神经损伤后近端逆行变性及促进再生的实验研究马金忠,罗永湘目前治疗周围神经 损伤的效果已达到一个平台期,而功能恢复仍不理想。许多学者开始研究神经再生微环境中的一些 因子对促进轴突的作用。近来的研究认为神经生长因子(NGF)对运动神经元亦有明显的生物学 作用[1]。本文通过在损伤处应用外源性NGF来探讨其能否防止损伤近端神经纤维及运动神经 元的逆行性变性和促进轴突再生。材料与方法(一)、实验模型Wistar大鼠45只,重20 0~250g,雌雄不拘。在两侧股骨中部切断坐骨神经,硅胶管(长10mm,内径1.5mm )桥接两神经断端,两断端相距6mm,右侧管内注入NGF(2.5S,牛精液提纯,600u g/ml),左侧室内注入生理盐水(NS)为对照。(二)、检测指标(1)大体观察:术后7 、14、30天剪开硅胶管观察神经再生情况;(2)超微结构观察;术后3、14、30天神经 近侧残瑞和再生神经干取材,透射电镜观察神经纤维逆行变性及神经再生情况;(3)CB-HR P逆行神经追踪脊髓运动细胞计数:术后3个月,在鼠两侧腓骨肌处注入5ul类霍乱毒-辣根过 氧化物酶(CB-HRP),协和医科大学提供),48小时后心脏灌注固定,脊髓超薄40um 恒冷箱冰冻切片,TBM-AHM法显色脊髓运动细胞。结果术后7天剪开硅胶管,左右侧神经断 端的距离不同,NGF侧神经再生快(2.98±0.184/5.06±0.232),两者有 显著性差异(P<0.01)。NGF侧近侧残端膨大增粗,NS侧变化不明显。术后14天NG F侧两神经断端被半透明的再生组织桥接,而NS侧两神经断端仍有距离。术后30天NGF侧再 生神经直径已接近两端的神经干,再生神经表面光滑无瘢痕。NS侧再生神经直径细呈半透明状, 其变化类似NGF侧14天的变化。
透射电镜观察:术后3天NS侧断端近侧轴突发生明显的逆行 Walleran变性,线粒体、内质网、囊泡等细胞器崩解,髓鞘变薄、崩解。许多吞噬细胞吞 噬破裂的轴突和随鞘。而NGF侧髓鞘厚度无明显变化,神经微丝、微管、线粒体及囊泡结构完整 。术后14天NGF侧神经轴突发出许多新生的被雪旺氏细胞鞘包裹的轴突芽,术后30天NGF 侧再生轴突均已髓鞘化,厚度接近正常,再生轴突粗大,形态规则。NS对照侧再生轴突也髓鞘化 ,但厚度薄,形态不规则,再生轴突细小。CB-HRP标记的脊髓运动细胞呈小蓝黑点状染色, NGF侧被标记的运动细胞数明显比NS侧多(4.2±0.974/2.3±0.483),两 者有显著性差异(P<0.01)。讨论以往研究认为NGF主要对交感和感觉神经元有生物学作 用,最近研究证明NGF对运动神经元有明显作用。当神经损伤后,其相应胞体和轴突可迅速提高 NGF受体的mRNA和低亲和力NGF受体的免疫反应表达水平[2],这些表达的受体可起到 局部聚集NGF和促进再生轴突利用NGF[3]。NGF可使再生轴突延长和促进轴突髓鞘化[ 4,5]。通过大体观察可见实验侧比对照侧生长速度明显加快(P<0.01)。透射电镜观察 ,在神经损伤后早期,NGF侧神经髓鞘厚度无明显变化,轴突内线粒体、微丝、微管等细胞器结 构完整,而NS对照侧则发生明显的逆行性变性,线粒体、囊泡等细胞器聚集碎裂,髓鞘厚度变薄 ,轴突直径变细。巨噬细胞活跃,吞噬破裂的轴突和髓鞘。术后14天NGF侧神经纤维长出许多 新轴突芽,且其被雪旺氏细胞鞘包裹,而对照侧未见再生的轴突芽。通过CB-HRP逆行神经追 踪计数被CB-HRP标记的脊髓运动细胞数,NGF侧较NS侧明显多(P<0.01)。表明 NGF通过轴突逆行运输,对相应的运动细胞有保护作用。实验结果证实,外远性NGF可防止神 经损伤后近端神经纤维及胞体逆行变性,促进了神经再生,缩短了神经再生到靶器官的时间,使肌 肉尽快恢复功能。作者单位:200085,上海市第一人民医院骨科(马金忠);同济医科大学 附属同济医院骨科(罗永湘)参考文献||1IundborgG.Nerveregenera tionproblemsinaclinicalperspective.RestorNe urolNeuroscl,1990,1:297.2ErnforgP,EbendalT, OlsonL,etal.Celllineproducingrecombinantner vegrowthfactorevokesgrowthresponsesinintrin sicandgraftedcentralcholinergicneurons.Proc NatlAcadSciUSA,1989,86:4756.3RendeM,HagyT,M anthorpeM,etal.Nervegrowthfactorreceptorimm unoreactivityinneuronsofthenormaladultratsp inalcordanditsmodulationafterperipheralnerv elesions.JcompNeurol,1992,319:285.4WayneDB, HeatonMB.Theresponsofculturedtrigeminalands pinalcordmotoneuronstonervegrowthfactor.Dev Biol,1990,38:473.5FanX.GelmanBB,Schwannceln ervegrowthfactorreceptorexpressionduringini tiationofremyelination.JNeurosciRes,1992,31 :58.神经生长因子防止神经损伤后近端逆行变性及促进再生的实验研究@马金忠,罗永湘$上 海市第一人民医院骨科,同济医科大学附属同济医院骨科1IundborgG.Nervere generationproblemsinaclinicalperspective.Re storNeurolNeuroscl,1990,1:297.2ErnforgP,Ebe ndalT,OlsonL,etal.Celllineproducingrecombin antnervegrowthfactorevokesgrowthresponsesin intrinsicandgraftedcentralcholinergicneuron s.ProcNatlAcadSciUSA,1989,86:4756.3RendeM,H agyT,ManthorpeM,etal.Nervegrowthfactorrecep torimmunoreactivityinneuronsofthenormaladul tratspinalcordanditsmodulationafterperipher alnervelesions.JcompNeurol,1992,319:285.4Wa yneDB,HeatonMB.Theresponsofculturedtrigemin alandspinalcordmotoneuronstonervegrowthfact or.DevBiol,1990,38:473.5FanX.GelmanBB,Schwa nncelnervegrowthfactorreceptorexpressiondur inginitiationofremyelination.JNeurosciRes,1 992,31:58.ionafterperipheralnervelesions.Jc ompNeurol,1992,319:285.4WayneDB,HeatonMB.Th eresponsofculturedtrigeminalandspinalcordmo toneuronstonervegrowthfactor.DevBiol,1990,3 8:473.5FanX.GelmanBB,Schwanncelnervegrowthf actorreceptorexpressionduringinitiationofre myelination.JNeurosciRes,1992,31:58.神经生长因子防 止神经损伤后近端逆行变性及促进再生的实验研究@马金忠,罗永湘$上海市第一人民医院骨科, 同济医科大学附属同济医院骨科1IundborgG.Nerveregenerationp roblemsinaclinicalperspective.RestorNeurolN euroscl,1990,1:297.2ErnforgP,EbendalT,Olson L,etal.Celllineproducingrecombinantnervegro wthfactorevokesgrowthresponsesinintrinsican dgraftedcentralcholinergicneurons.ProcNatlA cadSciUSA,1989,86:4756.3RendeM,HagyT,Mantho rpeM,etal.Nervegrowthfactorreceptorimmunore activityinneuronsofthenormaladultratspinalc ordanditsmodulationafterperipheralnervelesi ons.JcompNeurol,1992,319:285.4WayneDB,Heato nMB.Theresponsofculturedtrigeminalandspinalcordmotoneuronstonervegrowthfactor.DevBiol,1990,38:473.5FanX.GelmanBB,Schwanncelnervegrowthfactorreceptorexpressionduringinitiati