光遗传学靶向激活M1区谷氨酸能神经元促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复的初步研究

摘要

目的:观察光遗传学靶向激活M1区谷氨酸能神经元对脊髓损伤(SCI)大鼠运动功能恢复的影响.方法:24只雌性SD大鼠随机分为3组:单纯SCI组(8只),光刺激组(8只)和假刺激组(8只).应用钳夹法制备大鼠SCI模型.单纯SCI组仅行SCI造模,不作任何干预;光刺激组利用光遗传学技术精确激活SCI大鼠双侧M1区谷氨酸能神经元;假刺激组植入的病毒中不含光敏感蛋白,利用光遗传学技术无法激活谷氨酸能神经元.光刺激组和假刺激组大鼠于造模成功后第3-14天进行470nm蓝光刺激,每日2次,共刺激2周.采用BBB评分和斜坡实验在造模后1-8周时每周评价SCI大鼠的运动功能.在SCI造模后第4周时每组取2只大鼠的脊髓组织进行HE染色观察损伤区域脊髓的修复情况.结果:实验期间通过光遗传学技术刺激SCI大鼠M1区谷氨酸能神经元总体是安全的.BBB评分和斜坡实验显示,光刺激组SCI大鼠的运动功能从SCI后第2周开始明显要优于单纯SCI组和假刺激组(P＜0.01),其中第4周时光刺激组的BBB评分与其余2组差异最明显(P＜0.001).单纯SCI组和假刺激组在各时间点的BBB评分和斜坡实验评分均无明显差异(P＞0.05).SCI造模后第4周时HE染色显示光刺激组脊髓组织的恢复情况明显优于单纯SCI组和假刺激组.结论:M1区的谷氨酸能神经元在SCI大鼠功能恢复中起着重要作用,未来可以作为一个重要的干预靶点进行深入研究.