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目的本研究在大鼠行蛛网膜下腔置管并鞘内注射布比卡因建立脊髓神经毒性模型的基础上,探讨布比卡因对大鼠脊髓神经毒性引起内质网应激GRP78/PERK/eIF2α/ATF4信号通路的影响,及鞘内预处理单唾液酸神经节苷脂(GM-1)对布比卡因诱导大鼠脊髓神经毒性的治疗效果。方法180只健康雄性SD大鼠,采用随机数字表法分为3组(n=60):生理盐水组(S组)、布比卡因组(B组)和GM-1组(G组)。各组大鼠均通过L5-L6行鞘内置管,并筛选置管成功的大鼠(因置管操作创伤引起神经损伤者剔除;因置管至硬膜外腔者剔除)。B组行鞘内注射5%布比卡因(0.12ul/g)建立脊髓局麻药神经毒性模型;G组在注射等量布比卡因前24h预先鞘内给与GM-1(30mg/kg);S组鞘内注射等量生理盐水。鞘内给药后分别观察Od(1.5h)、1d、3d、5d、7d、14d(T1～T6),对各个时间点大鼠(n=10)在建立模型前和处理前,均进行甩尾潜伏期试验(TFL)并转换成最大抗辐射热效应百分比(MPE%),及后肢运动功能评分(BBB评分)。取大鼠脊髓腰膨大处,行HE染色观察脊髓组织形态学并进行病理学组织损伤评分;电镜下观察脊髓超微结构改变;用TUNNEL法测定脊髓神经细胞凋亡;采用免疫荧光、Western Blot、及RT-PCR技术检测脊髓中GRP78、p-PERK、p-eIF2α及ATF4蛋白及基因的表达。结果与S组比较,B组T1～T6时鼠尾热痛阈、组织细胞凋亡水平、脊髓组织中GRP78、p-PERK、p-eIF2α及ATF4表达水平明显升高,BBB评分降低(P<0.05);与B组比较,G组T5～T6时鼠尾热痛阈、组织损伤评分、组织细胞凋亡水平、组织中GRP78、p-PERK、p-eIF2α及ATF4表达水平明显降低,BBB评分升高(P<0.05);B组T1～T6时、G组T1～4时脊髓腰膨大组织形态学及电镜观察损伤明显,G组T5～T6时逐渐恢复至正常。结论布比卡因能诱发大鼠脊髓产生神经毒性,其机制可能与激活神经细胞内质网应激GRP78/PERK/eIF2α/ATF4信号通路有关;鞘内预处理GM-1对布比卡因椎管麻醉诱发大鼠脊髓毒性有一定的治疗效果,其机制可能与抑制内质网应激GRP78/PERK/eIF2α/ATF4信号通路的表达有关。