跑步机训练联合肌苷治疗协同促进小鼠坐骨神经横断后的神经再生与功能恢复

时间:2025年9月18日
来源:Journal of Neuroscience Research

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本研究发现,在聚乳酸(PLA)导管修复的小鼠坐骨神经横断模型中,联合应用肌苷(inosine)治疗与跑步机训练(TT)可显著加速功能恢复和神经再生。通过坐骨功能指数(SFI)、针刺测试和Von Frey电子测痛仪评估显示,联合治疗组在运动功能、痛觉及触觉敏感性恢复方面均优于单一干预组。电生理学检测表明,联合治疗改善了复合肌肉动作电位(CMAP)振幅与潜伏期,组织学分析进一步证实其增强了髓鞘形成、神经元存活及肌肉结构保存。该研究为外周神经损伤修复提供了具有潜力的多模式治疗策略。

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外周神经损伤(PNIs)是导致严重运动与感觉功能障碍的主要临床挑战,尽管外周神经系统(PNS)具备内在再生能力,但完全的功能恢复仍十分罕见,尤其在涉及较大轴突间隙或延迟干预的情况下。自体神经移植虽是当前修复神经缺损的金标准,但其应用受限于供体部位发病率、组织可用性及结果不一致性。因此,神经导引导管(NGCs),特别是由可生物降解聚合物如聚(L-乳酸)(PLA)制成者,已成为可行替代方案,它们为轴突再生提供结构支架和适宜的微环境。

本研究旨在探讨跑步机训练(TT)与肌苷(一种嘌呤核苷)治疗对小鼠坐骨神经横断后再生的影响。实验采用成年雄性C57/Bl6小鼠(8–12周龄),进行坐骨神经横断手术,并将近端和远端残端缝合至PLA管状移植物,形成3mm间隙。小鼠被分为四组:盐水组、肌苷组、盐水+TT组和肌苷+TT组。肌苷治疗在术后1小时开始,每日腹腔注射(70mg/kg),持续1周;TT于第二周开始,以6–12m/min的速度进行,每周三次,每次10分钟,持续8周。

功能恢复通过每周的坐骨功能指数(SFI)、针刺测试和Von Frey电子测痛仪进行评估。结果显示,联合治疗组在第六周时SFI评分(-65.19 ± 2.16)显著优于盐水组(-93.42 ± 2.09)和肌苷组(-87.43 ± 2.63),表明运动功能恢复加速。在痛觉敏感性方面,联合治疗组从第六周起对伤害性刺激的反应更强,至第八周时,所有治疗组均显示较盐水组明显改善。触觉敏感性评估中,TT组在早期即对更低强度刺激产生反应,联合治疗组在第三周时已表现出更高的机械敏感性。

电生理学分析通过记录复合肌肉动作电位(CMAP)来评估轴突再生。联合治疗组的CMAP振幅(13.00 ± 0.55mV)显著高于盐水组(7.15 ± 0.60mV),且潜伏期与未受伤组无显著差异,表明神经传导功能得到有效恢复。神经传导速度(NCV)在各实验组间未见显著差异。

组织形态学分析显示,联合治疗组的神经组织更具条理性,有髓纤维数量更多,轴突面积、髓鞘面积和总纤维面积均大于盐水组。G比率分析表明,联合治疗组的G比率处于最佳生理范围(0.55–0.68),提示髓鞘形成和结构成熟更佳。免疫组织化学染色显示,治疗组中A2A受体(A2Ar)和神经丝200(NF200)的表达均显著增加,表明轴突完整性和再生相关分子标记增强。

为进一步评估神经保护效应,对背根神经节(DRG)和脊髓前角运动神经元进行核仁计数。联合治疗组在DRG中的核仁数量(60.33 ± 5.04)显著高于盐水组(28.00 ± 4.35),脊髓运动神经元中也观察到类似趋势,表明治疗有效促进了感觉和运动神经元的存活。

肌肉分析显示,联合治疗组的腓肠肌干重(0.49 ± 0.05g)显著高于肌苷组和盐水组,且肌肉纤维横截面积和数量均更大,说明治疗有效减轻了肌肉萎缩并保留了肌肉形态。

讨论部分指出,肌苷通过激活腺苷A2A受体、上调GAP-43表达和促进轴突发芽,发挥神经保护作用;而TT则通过增强神经营养因子(如BDNF、NGF)表达、诱导神经可塑性和支持目标肌肉的再神经支配,促进功能恢复。两者联合应用产生协同效应,优化了外周神经修复。电生理学和组织学结果进一步证实,联合治疗不仅加速了轴突再生和再髓鞘化,还改善了肌肉功能保存。

本研究也存在一定局限性。细胞量化基于核仁计数,虽实用但可能引入估计偏差;且实验仅关注短期恢复(8周),未能评估长期结果如持续再神经支配或慢性重塑。

总之,肌苷与TT的联合应用在外周神经损伤修复中表现出显著优势,通过同时靶向分子和活动依赖机制,为临床提供了有前景的多模式治疗策略。未来研究可进一步探索剂量方案、长期效果及临床转化潜力。

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