本文介绍了一种建立大鼠脊髓压迫模型的方法，并对其行为学评分及受压迫脊髓区域进行观察。行为学评估结果显示运动功能障碍明显减轻。苏木精-伊红染色和免疫组织化学染色显示，脊髓受压区域存在显著的神经元凋亡现象。
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本文内容
摘要
摘要
颈椎病性脊髓病（CSM）是一种严重的进行性退行性疾病，预后较差，常伴随身体疼痛、僵硬、运动或感觉功能障碍，以及脊髓损伤和四肢瘫痪的高风险。因此，迫切需要能够促进这种慢性进行性疾病中脊髓有效再生的治疗策略。为了深入理解CSM复杂的生物学机制，需要建立有效且可重复的动物脊髓压迫模型。大多数脊髓损伤模型反映的是急性且具有结构性破坏的状况，而CSM的动物模型则表现为脊髓的慢性压迫。本文介绍了一种建立大鼠脊髓压迫模型的实验方案，并通过行为学评分和对受压脊髓区域的观察进行了进一步评估。行为学评估显示，动物的运动功能障碍明显减轻，包括关节活动、迈步能力、协调性、躯干稳定性以及肢体肌肉力量均有所改善。苏木精和伊红（H&E）染色及免疫组织化学染色结果显示，在脊髓受压区域存在显著的神经元凋亡现象。
引言
作为一种常见的进行性退行性疾病，脊髓型颈椎病占所有颈椎病的5%-10%1。若脊髓型颈椎病患者忽视其症状，未能及时有效地进行治疗，可能导致严重并发症，如脊髓损伤和肢体瘫痪，且随着年龄增长病情将进一步恶化，给患者及其家庭带来沉重的经济和心理负担2,3。脊髓型颈椎病的发病机制复杂，涉及静态和动态因素、缺氧-缺血学说、内皮细胞损伤、血-脊髓屏障破坏学说，以及炎症与凋亡学说4,5,6,7。
脊髓受压的静态和动态机制可引起临床症状。椎间盘突出、椎体畸形以及韧带钙化可能导致脊髓长期受压，进而逐渐影响脊髓的血-脊髓屏障及局部微血管系统4,8。继而，缺血、炎症和细胞凋亡会影响神经元、轴突和胶质细胞6,9。
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方案
本实验程序已获得上海中医药大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）的批准。所有存活手术均按照美国国立卫生研究院（NIH）指南规定的无菌条件进行。通过使用适当的镇痛剂和抗生素来控制疼痛和感染风险，以确保手术成功。该手术程序针对12周龄、体重400 g的雄性Sprague-Dawley（SD）远交系大鼠进行了优化。
1. PVA-聚丙烯酰胺水凝胶的制备
注意：如图1G、1H所示，聚乙烯醇-聚丙烯酰胺水凝胶是一种吸水性高分子薄膜。在自然状态下，该凝胶极难切割成小块。制备方法如下所述。
- 将聚乙烯醇-聚丙烯酰胺水凝胶置于水中浸泡24小时，使其充分吸水后更易于切割。
- 使用自制切割工具（图1H）将整块水凝胶切成尺寸为2 mm × 2 mm × 2 mm的小块。
- 将这些水凝胶小块转移至60 °C烘箱中干燥12小时，使其脱水收缩为尺寸约1 mm × 1 mm × 1 mm的植入材料。
2. 麻醉与准备
注意：在整个无菌手术过程中，务必佩戴手术帽、一次性医用口罩和无菌外科手套。
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结果
脊髓压迫性损伤可能导致肢体神经肌肉功能障碍
随着水凝胶逐渐膨胀，对脊髓区域产生持续且长时间的压迫，从而模拟颈椎脊髓疾病引起的前肢功能障碍8,10。在本模型中，模型组大多数大鼠（10只中的9只）均出现明显的同侧前爪挛缩（图2A）。进一步在带有网格线的纸上对前爪的长度和宽度进行测量与分析（图2B）。数据显示，术后1天，模型组同侧前爪的长度和宽度显著减小（P < 0.01）。然而，对照组与模型组之间的对侧前爪在长度和宽度上均未检测到显著差异（图2C）。
为评估术后肢体功能恢复及神经肌肉功能障碍程度，于术后第1、3、7、14、21和28天采用BBB评分量表、斜板实验和前肢抓握力实验进行观察。对符合正态分布的数据采用单因素或双因素方差分析，结合Tuke.......
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讨论
该手术的目标是产生可重复且持续时间较长的神经元凋亡 在大鼠脊髓中。该模型的一个关键优势在于可膨胀的水凝胶植入物能够对脊髓施加持续性压迫，从而引发渐进性的神经细胞凋亡反应（图 2C），这与脊髓型颈椎病（CSM）的病理过程一致。在本研究中，脊髓损伤所致的死亡率极低（约2/50），而该模型的可重复性 > 50 例中有 45 例。水凝胶片尺寸不当以及手术过程中剧烈植入可能引起脊髓急性损伤12,13.
一项未发表的研究14发现，以350%的扩张率植入会导致暂时性和急性脊髓压迫症（CSM），并在数周内逐渐恢复。200%的扩张率则因植入物硬度高于脊髓组织，导致CSM模型中出现缓慢进行性瘫痪。然而，在本模型中，我们并不关注植入材料的硬度，而仅关注植入物的最终尺寸。4周后观察到脊髓表面出现压痕（图3A.......
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披露
作者声明不存在利益冲突，并说明本研究中所使用的所有材料均无访问限制。
致谢
本研究由国家重点研发计划&中国国家重点研发计划（2018YFC1704300）、国家自然科学基金（81930116、81804115、81873317 和 81704096）、上海市扬帆计划（18YF1423800）、上海市自然科学基金（20ZR1473400）。本项目还得到上海中医药大学（2019LK057）的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 抗生素软膏 | 预防伤口感染 | ||
| Buprenorphine-SR | 镇痛 | ||
| 异氟烷 | Veteasy | 麻醉 | |
| 吸入式麻醉设备 | 麻醉 | ||
| 微型眼科镊 | 明仁医疗设备 | 长度：11 cm，头部直径：0.3 mm | 夹持肌肉 |
| 眼科镊 | 上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂 | JD1050 | 夹持皮肤 |
| 眼科剪刀（10 cm） | 上海医疗器械（集团）有限公司手术器械厂 | Y00030 | 皮肤切口 |
| SD雄性大鼠 | 上海斯莱克实验动物有限责任公司 | SCXK2018-0004 | 动物模型 |
| 无菌手术刀片（22#） | 上海浦东金环医疗用品有限公司 | 35T0707 | 肌肉切口 |
| 小型动物剃毛器 | 脱毛 | ||
| 薇婷脱毛膏 | RECKITT BENCKISER (India) Ltd | 脱毛 | |
| 维纳斯剪刀 | 明仁医疗设备 | 长度：12.5 cm | 肌肉切口 |
参考文献
- Lebl, D. R., Bono, C. M. Update on the diagnosis and management of cervical spondylotic myelopathy. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 23 (11), 648-660 (2015).
- Haddas, R., et al.
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