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背景:运动神经元病(motor neuron disease,MND)是选择性侵犯脊髓前角细胞、脑干后组运动神经元、皮质锥体细胞及锥体束的慢性进行性神经变性疾病。目前已有研究显示内源性逆转录病毒(human endogenous retrovirus,HERV)-W家族env基因编码的包膜糖蛋白syncytin-1在MND患者萎缩肌肉中异常高表达,但其与MND运动神经元损伤是否存在相关性目前尚无定论;此外,相关研究显示骨骼肌高表达syncytin-1可以诱导脊髓腰膨大胶质细胞激活,导致氧自由基蓄积及线粒体损伤。自噬-溶酶体系统(autophagy lysosomal pathway,ALP)是机体修复、消除异常蛋白质、损伤细胞器的主要途径之一,参与细胞的分化、凋亡,胶质细胞的活化可诱导自噬激活以维持机体自身稳态。目的:研究内源性逆转录病毒糖蛋白syncytin-1在骨骼肌异常高表达逆行性诱导脊髓前角、大脑皮层运动神经元损伤的机制及自噬改变。方法:将8周龄的C57BL/6J雄鼠分为4组,其中实验组1、对照组1观察期为60天,实验组2、对照组2观察期为120天,以10%水合氯醛(300mg/1ml)充分麻醉后,实验组和对照组小鼠在左侧胫前肌分别用250μl微量注射器注射200μl重组质粒p CMV-tag2B-syncytin(1.5μg/μl)或200μl空载质粒p CMV-tag2B(1.5μg/μl)。实验组1、对照组1分别于注射质粒后0、30、60天测量体重并予以记录,采用攀绳实验和改良大鼠神经功能缺损评分(modified Neurological S everity Score,m NSS)评分进行运动功能评估。并于植入质粒后第60天行肌电图检测腓肠肌静息电位、轻收缩电位、大力收缩电位,并记录神经传导速度。于植入质粒后第60天处死小鼠留取胫前肌行HE染色观察肌纤维形态学变化,留取脊髓腰膨大前角、大脑皮层运动区行焦油紫尼氏染色观察运动神经元数目及形态,行免疫荧光染色观察自噬指标P62、微管相关蛋白1轻链3B(microtu bule-associated protein 1 light chain 3b,LC3B)表达情况,行免疫组化染色观察星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(Glial Fibrillary Acidic Protein,GFAP)、小胶质细胞离子钙结合蛋白(Ionized calcium-binding adapter molecule 1,Iba1)的表达及细胞形态改变情况。通过western blot及q RT-PCR对小鼠胫前肌、脊髓腰膨大、大脑皮层运动区syncytin-1及syncytin-1m RNA表达水平进行测定。通过western blot的方法分析小鼠脊髓腰膨大、大脑皮层运动区诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,i NOS)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factors-a,TNF-α)、LC3B、P62的表达情况,并进行脊髓腰膨大、大脑皮层运动区i NOS、TNF-α、LC3B和P62的m RNA定量检测。实验组2与对照组2分别于质粒植入后0、30、60、90、120天进行体重及运动功能评估,并于质粒植入后第120天行肌电图检测后处死,留取标本重复上述HE染色、免疫荧光、免疫组化、western blot、q RT-PCR检测。结果:(1)体重、运动功能评分显示:实验组1与对照组1、实验组2与对照组2小鼠在观察期间体重、运动功能评分均未见统计学差异(P﹥0.05)。(2)实验组2小鼠肌电图检查结果显示:小鼠腓肠肌静息状态下有纤颤电位出现,在轻收缩时动作电位波幅增高、时限延长,在大力收缩时部分小鼠复合肌肉动作电位呈现失神经支配的单纯相,实验组1、对照组1、对照组2未出现明显神经电生理改变。(3)HE染色结果显示:实验组2小鼠胫前肌切面部分肌纤维呈现多角形、类圆形萎缩等神经源性损害表现,实验组1、对照组1、对照组2未出现明显肌纤维形态改变。(4)尼氏染色结果显示:实验组2小鼠脊髓腰膨大前角及大脑皮层运动区运动神经元数量较实验组1、对照组1、对照组2显著减少、轮廓不清。(5)免疫组化染色结果显示:实验组2小鼠脊髓腰膨大前角、大脑皮层运动区均可见星形胶质细胞胞体增大,突起增粗,小胶质细胞数目增多,呈“阿米巴”样,实验组1、对照组1、对照组2星形胶质细胞及小胶质细胞均呈静息态。(6)免疫荧光结果显示:实验组2小鼠脊髓腰膨大前角、大脑皮层运动区LC3B、P62表达量较实验组1、对照组1、对照组2增加。(7)western blot结果显示:实验组2小鼠胫前肌、脊髓腰膨大、大脑皮层运动区存在syncytin-1蛋白表达水平增高(P<0.05);实验组2小鼠脊髓腰膨大、大脑皮层运动区TNF-α、i NOS、LC3B、P62蛋白表达量较对照组2显著增高(P﹤0.05),而实验组1与对照组1脊髓腰膨大、大脑皮层运动区TNF-α、i NOS、LC3B、P62蛋白表达量未见明显差异(P﹥0.05)。(8)q RT-PCR结果显示实验组2小鼠胫前肌、脊髓腰膨大、大脑皮层运动区syncytin-1 m RNA表达量较对照组2显著增高(P<0.05);实验组2小鼠脊髓腰膨大、大脑皮层运动区TNF-α、i NOS、LC3B和P62 m RNA水平表达均较对照组2显著增高(P﹤0.05),实验组1与对照组1小鼠上述目的基因表达水平均未见明显差异(P﹥0.05)。结论:1.小鼠骨骼肌syncytin-1表达水平随质粒植入后观察时间延长而相对升高。2.骨骼肌高表达syncytin-1小鼠脊髓腰膨大及大脑皮层运动区syncytin-1表达水平随质粒植入后观察时间延长而相对升高。3.骨骼肌高表达syncytin-1诱导小鼠运动神经元损伤的机制包括胶质细胞激活、氧化应激、免疫炎症等,且随观察时间延长,损伤程度加重。4.骨骼肌高表达syncytin-1小鼠脊髓腰膨大及大脑皮层运动区自噬标志物较骨骼肌低表达syncytin-1小鼠显著增高,尽管自噬功能激活对运动神经元起保护作用,但骨骼肌高表达syncytin-1小鼠出现运动神经元损伤表现,推测自噬水平增高不足以完全清除异常蛋白及受损细胞器,不能完全消除骨骼肌高表达syncytin-1诱导的运动神经元损伤。