背景:大量研究集中于各种治疗措施促进脊髓损伤局部神经轴突再生和修复作用,然而,这些研究却忽视了对脊髓损伤脑皮层神经元和损伤远端脊髓运动神经元的影响。我们前期课题研究结果表明,运动训练可以促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复,但具体机制仍不明确。目的:观察运动训练对重度不完全性胸髓损伤大鼠脑皮层神经元、损伤远端腰髓运动神经元、脊髓损伤局部受损轴突的影响。方法:雌性Sprague-Dawley大鼠45只,随机分为3组:假手术组(Sham组)、SCI组(SCI组)、SCI+运动训练组(SCI-TT组),每组15只。SCI组和SCI-TT组在T10椎体水平制作SCI模型,手术1周后开始对SCI-TT组大鼠进行为期4周的运动训练,分别于损伤前,SCI后第2、7、14、21、28、35天对各组大鼠进行BBB评分及斜板评分,在SCI后第35天处死各组大鼠,并取大鼠后肢感觉运动皮层、脊髓损伤局部、L3-L6段脊髓。采用逆行性示踪剂荧光金(Flouro-gold,FG)逆行定位后肢感觉运动皮层神经元,观察后肢后肢感觉运动皮层神经元数量;采用顺行性示踪剂生物素葡聚糖胺(Biotinylated Dextran Amine,BDA)观察脊髓损伤局部的皮质脊髓束。采用尼式染色观察腰段脊髓运动神经元形态及数量变化,采用蛋白免疫印迹、免疫荧光、qRT-PCR检测后肢感觉运动脑皮层、损伤局部、腰髓内脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体(TrkB)表达。结果:(1)运动功能评定(BBB评分、斜板试验)结果显示,运动训练可以促进SCI大鼠运动功能恢复。(2)顺行性示踪剂(BDA)结果显示,在SCI-TT组和SCI组大鼠SCI远端未发现延伸的皮质脊髓束。(3)逆行性示踪剂(FG)结果显示,运动训练促进了大鼠SCI后后肢后肢感觉运动皮层神经元存活。(4)腰髓尼式染色结果显示运动训练可以抑制大鼠SCI后腰段脊髓运动神经元的继发性损伤;(5)蛋白免疫印迹、免疫荧光、qRT-PCR结果显示,运动训练可促进大鼠感觉运动皮层、损伤远端腰髓、SCI部位BDNF的表达。结论:运动训练可以促进SCI大鼠运动功能恢复程度,可以减轻后肢感觉运动皮层神经元、损伤远端腰髓运动神经元的继发性损伤,促进后肢感觉运动皮层、损伤远端腰髓、SCI局部BDNF的表达。背景:既往及我们前期研究表明,运动训练减轻损伤远端脊髓的继发性损伤、增加SCI后远端脊髓运动神经元的BDNF及TrkB的表达,促进SCI大鼠运动功能恢复。但运动训练通过何种途径减轻损伤远端脊髓的继发性损害仍不明确。骨骼肌的收缩效应是运动训练发挥作用的重要成分,骨骼肌收缩状态是否会影响SCI后远断脊髓的一系列改变尚有待研究。目的:本研究主要应用A型肉毒毒素(botulinum toxin A,BTX-A)阻断T10损伤大鼠腓肠肌的神经-肌肉接头活性,观察神经肌肉接头的活动性阻滞是否会影响SCI大鼠的运动功能改善和损伤远端脊髓BDNF及TrkB的表达,从而进一步探讨运动训练促进SCI大鼠运动功能恢复的途径和机制。方法:48只成年雌性SD大鼠,制作重度不完全性T10损伤模型,随机分为未运动+生理盐水注射组(SCI/Sal组)、运动+生理盐水注射组(SCI-TT/Sal组)、未运动+BTX-A注射组(SCI/BTX组)及运动+BTX-A注射组(SCI-TT/BTX组),分别对各组大鼠的腓肠肌行BTX-A或生理盐水注射。术后1周开始对运动组大鼠进行共计4周的减重平板训练。于实验结束前2周行腓肠肌荧光金逆行示踪剂注射。训练结束后于同一时间点处死所有大鼠并取材。对比实验过程中各组大鼠的运动功能(BBB评分、斜板试验),脊髓运动神经元形态改变和腰髓内BDNF、TrkB、NeuN 及 c-fos 的表达情况。结果:(1)运动功能评估(BBB评分、斜板试验)结果显示,BTX-A注射后抑制了运动训练对SCI大鼠运动功能的改善。(2)腰段脊髓横切尼氏染色显示,BTX-A注射后抑制了运动训练对脊髓运动神经元继发性损害的减轻作用。(3)蛋白免疫印迹结果显示:BTX-A注射后抑制了运动训练对SCI大鼠远端脊髓内BDNF、TrkB、NeuN及c-fos表达的促进作用;免疫荧光结果显示:BTX-A注射后荧光金逆行性示踪标记的运动神经元内BDNF、TrkB、NeuN及c-fos的表达下降。结论:BTX-A腓肠肌注射可抑制运动训练对SCI大鼠运动功能的改善作用,抑制了运动训练对腰髓运动神经元继发性损害的减轻作用,抑制了运动训练对损伤远端脊髓BDNF、TrkB、NeuN及c-fos的表达的促进作用。由此说明,“骨骼肌-运动神经-脊髓逆向通路”在SCI的功能恢复中发挥着重要作用,维持神经肌肉的活动性是运动训练促进SCI功能恢复的作用基础。