简易切割法制作健康SD成年大鼠hSCI和tSCI模型
作者：朱兴宝 马以骝 王廷华 冯忠堂 杨志敏
单位：朱兴宝(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 马以骝(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 冯忠堂(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 杨志敏(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 王廷华(昆明医学院神经科学研究所，昆明 650031)
关键词：简易切割法；脊髓损伤模型；半横断；全横断
昆明医学院学学报000117 摘 要：用简易切割法制作hSCI和 tSCI模型. 45只SD大鼠随机分为3组：ISC组6只，hSCI组18只，tSCI组21只. 用显微剪在T13～L1间横向完全剪断脊髓或其一侧1/2，制成tSCI和 hSCI模型. 术后动态行为观察和神经功能综合评分(CBS)，并分别于术后24 h，7 d和21 d取T11～L3节段脊髓作冰冻切片苏木精染色观察. 结果显示，3组间CBS两两比较经q检验均有显著性差异(P<0.01).病理改变，hSCI组主要是伤侧灰质缩小，空泡大量出现而神经元减少且明显皱缩，腹角为甚，对侧也有类似表现且下节段较上节段严重；tSCI组与hSCI组伤侧相似，但Waller's溃变上节段较下节段严重. 上述结果与人类SCI相似. 提示本法可作为hSCI和 tSCI模型，具有可靠性和简便实用性.
, 百拇医药
分类号：R 651.2 文献标识码：A
文章编号：1003-4706(2000)01-0063-03
A Simple Model of hSCI and tSCI of Srague-Daweley Rats
ZHU Xing-bao,MA Yi-liu,,FENG Zhong-tang,YANG Zhi-min
(Department of Neurosurgery，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical College，Kunming 650032)
WANG Ting-hua
(The Center for Research on Neuroscience，Kunming Medical College，Kunming 650031)
, 百拇医药
Abstract：To provide simple and stable models of spinal cord injury (SCI)，the simple method was utilized in 45 Srague-Daweley rats which were divided at random into intact spinal cord (ISC) group，hemisected SCI (hSCI) group and transected SCI (tSCI) group. Spinal cords were hemisected or transected between T13 and L1 in hSCI group or tSCI group. Combined behavioural scale (CBS) was employed for above 3 groups after operation every day，and the difference among them was analyzed by q test. Rats suffering for hSCI or tSCI were sacrificed at 24 hours，7 days and 21 days after operation. Spinal cords from T11 to L3 of them were removed out and sectioned into sections 20 μm in thickness for histological observation. The results showed that the difference of CBS in above 3 groups at 24 hours，7 days and 21 days after operation was significant (P<0.01).Moreover，the decrease of areas of gray matter in hSCI group were observed being concomitant with a batch of empty cavities in gray matter in which neurons shrunk in lesion side and the same change was observed in another side but less serious than that in lesion side. Similarly，changes in tSCI group were the same as that in hSCI group except Waller's degeneration in proximal segment being more serious than that in distal segment. The results were consistent with the characteristic of human SCI. It indicated that above models of SCI be practicable and reliable. Based on this，we thought that hSCI and tSCI can be used as the model of hSCI and tSCI.
, 百拇医药
Key words：Simple method; Model of spinal cord injury;Hemi-sectioned;Transected▲
脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是脊柱骨折的严重并发症，目前尚无有效措施实现其形态结构和生理功能的完全恢复. 近年来，神经生物学研究证实损伤脊髓也有一定的再生能力，故建立适宜的SCI模型以探讨其修复机理是必要的. 笔者用简易切割法制作半横断性SCI(hemi-sected SCI，hSCI)模型和全横断性SCI(transected SCI，tSCI)模型，供本室研究SCI之用.
1 方 法
1.1 实验动物分组
健康SD成年大鼠45只，雌雄不拘，体重200～410 g，平均247.7 g.随机分作3组：非脊髓损伤 (Itact spinal cord，ISC) 组6只，hSCI组18只，tSCI组21只. 0.3%戊巴比妥钠 (30 mg/kg) 腹腔注射麻醉大鼠，俯卧固定，暴露T11～12脊椎棘突. 用有齿镊夹持T10椎体固定胸腰椎，用纹式有齿血管钳咬除T11-12脊椎棘突和1/2椎板，显露T13～L1节段脊髓.在显微解剖镜下，用显微剪在T13～L1间横向剪断脊髓即为 tSCI模型，而仅剪断其一侧1/2即为hSCI模型. 术毕标记切断处，局部撒少许PG干粉预防感染，缝合切口，喂养.
, 百拇医药
1.2 术后观察
行为观察和神经功能综合评分(combinea behavioural score，CBS)[1]：内容包括后肢活动、伸趾、立足、端正体位、回缩反射、斜坡法、热板实验和游泳等8项，涉及感觉、运动和反射功能. 最低分0分，表示神经功能完好无损；最高分100分，表示神经功能完全丧失. 因麻醉影响观察效果，记分从术后第24 h开始，每天1次，动态观察21 d.
组织形态学观察：分别于术后24 h，7 d和21 d取T11～L3节段脊髓，先肉眼观察其大体形态，再作冰冻切片苏木精染色观察损伤相邻上下节段脊髓组织形态学改变.
1.3 数据处理和统计学分析
实验结果各组间的CBS差异用q检验.
, 百拇医药
2 结果
2.1 行为变化
麻醉清醒后，ISC组行走轻度异常，术后48 h完全恢复正常. hSCI组术侧后肢麻痹，tSCI组双后肢均麻痹，直到术后21 d也未见恢复.
2.2 神经功能综合评分
术后24 h：ISC组为5分，hSCI组为69.71分，tSCI组为97.33分.术后48 h开始，ISC组为0分. 术后72 h：hSCI为60.09分，tSCI组为97.67分. 术后7 d开始，tSCI组为100分. 术后10 d开始，hSCI组围绕36分波动. 术后24 h，72 h，7 d，14 d及21 d各组间CBS两两比较，经q检验差异均有显著性(术后21 d，hSCI组与tSCI组比较，0.01
, 百拇医药
附图 神经功能综合评分变化趋势图(POD为术后天数)
2.3 组织形态学观察
肉眼观察，ISC组：脊髓外观正常. hSCI组：术后24 h，脊髓切口明显可见，相邻上下节段脊髓充血肿胀；术后7 d，切口不明显，相邻上下节段脊髓接近正常. tSCI组：术后24 h，亦有充血肿胀，术后7 d似有萎缩，术后21 d萎缩明显，断端始终未愈合. 显微镜观察，ISC组：灰质形态完好，神经元丰满，未见萎缩神经元及空泡. hSCI组：术后24 h，伤侧灰质面积缩小，神经元减少且明显皱缩，空泡较多. 伤侧较对侧明显，损伤下节段较上节段明显. 术后7 d似有恢复，但仍有较多空泡. 术后21 d空泡显著减少，神经元计数稍有回升，胶质细胞明显增生. tSCI组变化与hSCI组伤侧相似，但Wallers溃变上节段较下节段明显.
3 讨 论
, 百拇医药 笔者所用切割法与以往报道者[2，3]有所不同. 操作不必借助于立体定向仪固定脊柱和定位，用有齿镊夹持脊椎就能很好地固定之，根据解剖标志定位也很准确. 解剖发现与文献报道相似[4]：SD大鼠棘突C2和T2较高，腰段棘突整体突出，相邻者如C7与T2，T13与L1，L6与S1极相似，且胸段棘突后倾而腰段棘突前倾，T12则与T11和T13不同；末对肋骨与T13关节；L1以下两侧半棘肌以肌腱附着于中线. 这些标志可在术中用于定位. 而组成坐骨神经的L4～6脊神经根则可在取材时用于验证定位的准确性. 此外，用显微剪剪断脊髓也比用带框刀片方便且亦准确.术后无需特殊护理. 温暖、干燥和舒适即可.因此本法既简单又有实用性.
, 百拇医药
本法制作的模型，hSCI 者术侧后肢瘫痪，而tSCI者则双后肢均瘫痪，与临床所谓半切综合征和横贯性损伤综合征相吻合(Brown-Sequard，1849). 且前者术后10 d开始，CBS围绕36分波动，后者术后7 d开始稳定于100分，具有相当的稳定性. ISC组、hSCI组和tSCI组间CBS两两比较各时段差异均有显著性. 肉眼可见损伤脊髓最初充血肿胀，以后tSCI者逐渐萎缩，镜下可见灰质面积缩小、出现大量空泡而神经元明显减少且皱缩，与临床SCI早期病理改变非常相似. 因而本模型从病理和临床表现上均很好地模拟了上述两种临床SCI，可靠性强.
我们制作的hSCI和tSCI模型，为研究SCI修复奠定了模型基础. 由于临床SCI包括压迫和切断两种损伤机制或相伴出现，但不同机制造成SCI的病理变化、临床表现和预后有所不同. 因此利用理想化SCI模型分别加以研究，探明各自的病理特征，从而指导临床有针对、有重点地治疗之，必然对其形态和机能修复大有裨益. 基于本模型用CBS考核手术效果，准确反映了损伤程度且简便易行，因而实用于一般实验室研究SCI之用.■
, 百拇医药
基金项目：云1999-12-27南省自然科学基金资助(97C011R)
作者简介：朱兴宝，男(1966～)，云南宣威人，神经外科研究生. 研究方向：脊髓损伤修复.
参考文献：
[1] 庞清江. 实验性脊髓损伤的神经功能组织形态学评定方法[J]. 中国修复重建外科杂志，1994，8(4)：248
[2] Ramberg D A. Effects of cervical spinal hemisection on dihydromorphine in brainstem and spinal cord in the rat[J]. Brain Res，1989，483: 61
[3] Borgens R B. Functional recovery after spinal hemisection in guinea pigs: the effects of applied electric fields[J]. J Comp Neurol，1990，96: 634
[4] 王平宇主编. 大白鼠中枢神经系统解剖学基础[M].北京：人民卫生出版社，1986.188～188
收稿日期：1999-12-27, http://www.100md.com
单位：朱兴宝(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 马以骝(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 冯忠堂(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 杨志敏(昆明医学院第一附属医院神经外科，昆明 650032)； 王廷华(昆明医学院神经科学研究所，昆明 650031)
关键词：简易切割法；脊髓损伤模型；半横断；全横断
昆明医学院学学报000117 摘 要：用简易切割法制作hSCI和 tSCI模型. 45只SD大鼠随机分为3组：ISC组6只，hSCI组18只，tSCI组21只. 用显微剪在T13～L1间横向完全剪断脊髓或其一侧1/2，制成tSCI和 hSCI模型. 术后动态行为观察和神经功能综合评分(CBS)，并分别于术后24 h，7 d和21 d取T11～L3节段脊髓作冰冻切片苏木精染色观察. 结果显示，3组间CBS两两比较经q检验均有显著性差异(P<0.01).病理改变，hSCI组主要是伤侧灰质缩小，空泡大量出现而神经元减少且明显皱缩，腹角为甚，对侧也有类似表现且下节段较上节段严重；tSCI组与hSCI组伤侧相似，但Waller's溃变上节段较下节段严重. 上述结果与人类SCI相似. 提示本法可作为hSCI和 tSCI模型，具有可靠性和简便实用性.
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分类号：R 651.2 文献标识码：A
文章编号：1003-4706(2000)01-0063-03
A Simple Model of hSCI and tSCI of Srague-Daweley Rats
ZHU Xing-bao,MA Yi-liu,,FENG Zhong-tang,YANG Zhi-min
(Department of Neurosurgery，The First Affiliated Hospital of Kunming Medical College，Kunming 650032)
WANG Ting-hua
(The Center for Research on Neuroscience，Kunming Medical College，Kunming 650031)
, 百拇医药
Abstract：To provide simple and stable models of spinal cord injury (SCI)，the simple method was utilized in 45 Srague-Daweley rats which were divided at random into intact spinal cord (ISC) group，hemisected SCI (hSCI) group and transected SCI (tSCI) group. Spinal cords were hemisected or transected between T13 and L1 in hSCI group or tSCI group. Combined behavioural scale (CBS) was employed for above 3 groups after operation every day，and the difference among them was analyzed by q test. Rats suffering for hSCI or tSCI were sacrificed at 24 hours，7 days and 21 days after operation. Spinal cords from T11 to L3 of them were removed out and sectioned into sections 20 μm in thickness for histological observation. The results showed that the difference of CBS in above 3 groups at 24 hours，7 days and 21 days after operation was significant (P<0.01).Moreover，the decrease of areas of gray matter in hSCI group were observed being concomitant with a batch of empty cavities in gray matter in which neurons shrunk in lesion side and the same change was observed in another side but less serious than that in lesion side. Similarly，changes in tSCI group were the same as that in hSCI group except Waller's degeneration in proximal segment being more serious than that in distal segment. The results were consistent with the characteristic of human SCI. It indicated that above models of SCI be practicable and reliable. Based on this，we thought that hSCI and tSCI can be used as the model of hSCI and tSCI.
, 百拇医药
Key words：Simple method; Model of spinal cord injury;Hemi-sectioned;Transected▲
脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是脊柱骨折的严重并发症，目前尚无有效措施实现其形态结构和生理功能的完全恢复. 近年来，神经生物学研究证实损伤脊髓也有一定的再生能力，故建立适宜的SCI模型以探讨其修复机理是必要的. 笔者用简易切割法制作半横断性SCI(hemi-sected SCI，hSCI)模型和全横断性SCI(transected SCI，tSCI)模型，供本室研究SCI之用.
1 方 法
1.1 实验动物分组
健康SD成年大鼠45只，雌雄不拘，体重200～410 g，平均247.7 g.随机分作3组：非脊髓损伤 (Itact spinal cord，ISC) 组6只，hSCI组18只，tSCI组21只. 0.3%戊巴比妥钠 (30 mg/kg) 腹腔注射麻醉大鼠，俯卧固定，暴露T11～12脊椎棘突. 用有齿镊夹持T10椎体固定胸腰椎，用纹式有齿血管钳咬除T11-12脊椎棘突和1/2椎板，显露T13～L1节段脊髓.在显微解剖镜下，用显微剪在T13～L1间横向剪断脊髓即为 tSCI模型，而仅剪断其一侧1/2即为hSCI模型. 术毕标记切断处，局部撒少许PG干粉预防感染，缝合切口，喂养.
, 百拇医药
1.2 术后观察
行为观察和神经功能综合评分(combinea behavioural score，CBS)[1]：内容包括后肢活动、伸趾、立足、端正体位、回缩反射、斜坡法、热板实验和游泳等8项，涉及感觉、运动和反射功能. 最低分0分，表示神经功能完好无损；最高分100分，表示神经功能完全丧失. 因麻醉影响观察效果，记分从术后第24 h开始，每天1次，动态观察21 d.
组织形态学观察：分别于术后24 h，7 d和21 d取T11～L3节段脊髓，先肉眼观察其大体形态，再作冰冻切片苏木精染色观察损伤相邻上下节段脊髓组织形态学改变.
1.3 数据处理和统计学分析
实验结果各组间的CBS差异用q检验.
, 百拇医药
2 结果
2.1 行为变化
麻醉清醒后，ISC组行走轻度异常，术后48 h完全恢复正常. hSCI组术侧后肢麻痹，tSCI组双后肢均麻痹，直到术后21 d也未见恢复.
2.2 神经功能综合评分
术后24 h：ISC组为5分，hSCI组为69.71分，tSCI组为97.33分.术后48 h开始，ISC组为0分. 术后72 h：hSCI为60.09分，tSCI组为97.67分. 术后7 d开始，tSCI组为100分. 术后10 d开始，hSCI组围绕36分波动. 术后24 h，72 h，7 d，14 d及21 d各组间CBS两两比较，经q检验差异均有显著性(术后21 d，hSCI组与tSCI组比较，0.01
, 百拇医药
附图 神经功能综合评分变化趋势图(POD为术后天数)
2.3 组织形态学观察
肉眼观察，ISC组：脊髓外观正常. hSCI组：术后24 h，脊髓切口明显可见，相邻上下节段脊髓充血肿胀；术后7 d，切口不明显，相邻上下节段脊髓接近正常. tSCI组：术后24 h，亦有充血肿胀，术后7 d似有萎缩，术后21 d萎缩明显，断端始终未愈合. 显微镜观察，ISC组：灰质形态完好，神经元丰满，未见萎缩神经元及空泡. hSCI组：术后24 h，伤侧灰质面积缩小，神经元减少且明显皱缩，空泡较多. 伤侧较对侧明显，损伤下节段较上节段明显. 术后7 d似有恢复，但仍有较多空泡. 术后21 d空泡显著减少，神经元计数稍有回升，胶质细胞明显增生. tSCI组变化与hSCI组伤侧相似，但Wallers溃变上节段较下节段明显.
3 讨 论
, 百拇医药 笔者所用切割法与以往报道者[2，3]有所不同. 操作不必借助于立体定向仪固定脊柱和定位，用有齿镊夹持脊椎就能很好地固定之，根据解剖标志定位也很准确. 解剖发现与文献报道相似[4]：SD大鼠棘突C2和T2较高，腰段棘突整体突出，相邻者如C7与T2，T13与L1，L6与S1极相似，且胸段棘突后倾而腰段棘突前倾，T12则与T11和T13不同；末对肋骨与T13关节；L1以下两侧半棘肌以肌腱附着于中线. 这些标志可在术中用于定位. 而组成坐骨神经的L4～6脊神经根则可在取材时用于验证定位的准确性. 此外，用显微剪剪断脊髓也比用带框刀片方便且亦准确.术后无需特殊护理. 温暖、干燥和舒适即可.因此本法既简单又有实用性.
, 百拇医药
本法制作的模型，hSCI 者术侧后肢瘫痪，而tSCI者则双后肢均瘫痪，与临床所谓半切综合征和横贯性损伤综合征相吻合(Brown-Sequard，1849). 且前者术后10 d开始，CBS围绕36分波动，后者术后7 d开始稳定于100分，具有相当的稳定性. ISC组、hSCI组和tSCI组间CBS两两比较各时段差异均有显著性. 肉眼可见损伤脊髓最初充血肿胀，以后tSCI者逐渐萎缩，镜下可见灰质面积缩小、出现大量空泡而神经元明显减少且皱缩，与临床SCI早期病理改变非常相似. 因而本模型从病理和临床表现上均很好地模拟了上述两种临床SCI，可靠性强.
我们制作的hSCI和tSCI模型，为研究SCI修复奠定了模型基础. 由于临床SCI包括压迫和切断两种损伤机制或相伴出现，但不同机制造成SCI的病理变化、临床表现和预后有所不同. 因此利用理想化SCI模型分别加以研究，探明各自的病理特征，从而指导临床有针对、有重点地治疗之，必然对其形态和机能修复大有裨益. 基于本模型用CBS考核手术效果，准确反映了损伤程度且简便易行，因而实用于一般实验室研究SCI之用.■
, 百拇医药
基金项目：云1999-12-27南省自然科学基金资助(97C011R)
作者简介：朱兴宝，男(1966～)，云南宣威人，神经外科研究生. 研究方向：脊髓损伤修复.
参考文献：
[1] 庞清江. 实验性脊髓损伤的神经功能组织形态学评定方法[J]. 中国修复重建外科杂志，1994，8(4)：248
[2] Ramberg D A. Effects of cervical spinal hemisection on dihydromorphine in brainstem and spinal cord in the rat[J]. Brain Res，1989，483: 61
[3] Borgens R B. Functional recovery after spinal hemisection in guinea pigs: the effects of applied electric fields[J]. J Comp Neurol，1990，96: 634
[4] 王平宇主编. 大白鼠中枢神经系统解剖学基础[M].北京：人民卫生出版社，1986.188～188
收稿日期：1999-12-27, http://www.100md.com