基于腺苷酸激活蛋白激酶-自噬信号通路探讨减重平板训练对脊髓损伤大鼠运动功能的影响

摘要

目的 基于腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）-自噬信号通路探讨减重平板训练对脊髓损伤（SCI）大鼠运动功能的影响及其作用机制。方法 选择30只10周龄SPF级雌性SD大鼠，按照随机数字表法分为假手术组、模型组和运动组，每组10只。模型组和运动组均采用Allen's法制作T10不完全性脊髓损伤模型，假手术组仅进行假手术。3组均于SCI造模前3 d进行预适应运动训练，以适应跑台环境。运动组于造模后第8天进行减重平板训练，减重为大鼠体质量的20%～40%，跑台速度6 m/min,20 min/次，2次/d，持续训练3周；假手术组和模型组造模后均自由活动，不进行减重平板训练。分别在造模后第1、7、14、21、28天采用脊髓损伤行为学（BBB）评分法评估各组大鼠后肢运动功能；于干预结束后（SCI后第28天）采用步态分析处理系统评估大鼠的步态参数（足印面积、步幅长度、触地强度、摆动速度和运动速度）；采用尼氏染色法观察脊髓神经元形态及数目；采用Western blot法检测脊髓组织p-AMPK、t-AMPK、LC3、p62蛋白表达水平。结果(1) BBB评分：与假手术组比较，模型组、运动组造模后第1、7、14、21、28天BBB评分明显更低，差异均具有统计学意义（P<0.05）；与模型组同一时间点比较，运动组造模后14、21、28天BBB评分明显更高，差异均具有统计学意义（P<0.05）；模型组、运动组内不同时间点BBB评分比较，差异均具有统计学意义（P<0.05）。(2)步态参数：与假手术组比较，模型组足印面积、触地强度、摆动速度、步幅长度和运动速度均明显更低，运动组足印面积明显更低，差异均具有统计学意义（P<0.05）；与模型组比较，运动组第28天足印面积、触地强度、摆动速度、步幅长度和运动速度均明显更高，差异均具有统计学意义（P<0.05）。(3)脊髓前角神经元形态及数目：与假手术组比较，模型组脊髓前角神经元数目明显减少（P<0.05），可见细胞核固缩。与模型组比较，运动组脊髓前角可见较为清晰的尼氏体，细胞核固缩程度降低，脊髓前角神经元存活数目增加（P<0.05）。(4) p-AMPK、t-AMPK、LC3、p62蛋白表达水平：与假手术组比较，模型组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ明显降低，p62明显升高，差异均具有统计学意义（P<0.05）；与模型组比较，运动组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p-AMPK/t-AMPK明显升高，p62明显降低，差异均具有统计学意义（P<0.05）。结论 减重平板训练可改善SCI大鼠神经功能和后肢运动功能，这可能与激活脊髓AMPK-自噬信号通路有关。

关键词

脊髓损伤 / 减重平板训练 / 腺苷酸激活蛋白激酶 / 自噬 / 运动功能 / 神经功能