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[研究目的]高位颈髓损伤患者,呼吸功能丧失,死亡率极高,为了降低此类患者的死亡率,重建其自主呼吸功能尤为重要。本课题组在国家自然基金的资助下,采用副神经移位膈神经的方法成功重建了高位颈髓损伤大鼠的呼吸功能,建立了动物模型。本研究旨在通过腺相关病毒、伪狂犬病毒逆行示踪及免疫组织化学染色的方法进一步揭示副神经移位膈神经重建高位颈髓损伤大鼠呼吸功能的中枢机制,为进一步将该方法学运用于临床提供更为殷实的理论依据。[研究方法]本实验以成年雄性SD大鼠为实验动物。利用腺相关病毒AAV-RetroGFP注射副神经、膈神经,进行跨单突触逆行追踪支配正常SD大鼠副神经和膈神经的运动神经元。利用伪狂犬病毒PRV-CMV-EGFP注射副神经、膈神经,进行跨多级突触逆行追踪支配正常SD大鼠副神经和膈神经的前运动神经元及其相关神经核团。利用免疫组织化学染色的方法,对病毒标记核团进行特异性双标,进一步确证病毒标记的神经核团。相同方法,利用腺相关病毒AAV-Retro-GFP、伪狂犬病毒PRV-CMVEGFP注射吻合神经吻合处远端,进行逆行追踪副神经移位膈神经6个月后支配SD大鼠膈肌运动的运动神经元、前运动神经元及其相关神经核团。并利用特异性抗体对病毒标记核团进行双标,进一步确证病毒标记神经核团。最后,通过对比支配正常SD大鼠的膈神经、副神经及神经移位后SD大鼠的吻合神经的运动神经元、前运动神经元及其相关神经核团的变化,初步揭示神经移位重建高位颈髓损伤SD大鼠呼吸功能的中枢机制变化。[结果](1)正常SD大鼠:支配副神经斜方肌支的运动神经元主要集中在延髓网状核。支配副神经的前运动神经元主要集中在孤束核、延髓中缝、面神经核。支配膈神经的运动神经元主要集中在颈髓C4-C6的脊髓前角。支配膈神经的前运动神经元主要集中在腹侧呼吸群、延髓孤束核、延髓中缝、上橄榄核。(2)神经移位后SD大鼠:支配吻合神经的运动神经元主要集中在延髓网状核。支配吻合神经的前运动神经元主要集中在孤束核、延髓中缝、面神经核。[结论]神经移位6个月后,SD大鼠的副神经核和(或)上级神经元发生了重塑,形成了与腹侧呼吸群神经元相同或相似的突触,从而建立了副神经核→副神经→膈神经→膈肌的神经支配通路。最终由副神经核神经元产生节律性电冲动,通过吻合后神经支配膈肌,重建高位颈髓损伤后大鼠的呼吸功能。