摘要：
頸髓病是由于脊柱退行變造成的脊髓的慢性部分受壓所致。不管怎么樣，慢性頸髓受壓的確切機制還沒有完全清楚。本研究的目的旨在建立一種有效的新的沒有錐板切除的慢性脊髓壓迫動物模型，來復制臨床過程。系在一塊塑料板上的聚乙烯線，用來綁在一個月大的大鼠的C4椎體上，纏繞三圈。術(shù)后，隨著椎管和椎體的生長，聚乙烯線逐漸長入椎管背側(cè)的骨頭里，而產(chǎn)生脊髓漸進性的壓縮。結(jié)果表明：在形成頸椎管狹窄9個月后，頸椎管狹窄模型的大鼠出現(xiàn)運動障礙和感覺障礙；然而，直到6個月才出現(xiàn)臨床癥狀。12個月后，70%的頸椎管狹窄模型大鼠出現(xiàn)了脊髓內(nèi)高信號。在病理切片，在形成頸椎管狹窄12個月后脊髓整個周圍壓縮。運動神經(jīng)元數(shù)目減少，白質(zhì)顯示華勒氏變性。本模型也許能夠復制臨床慢性頸髓壓迫的特征性臨床特點，包括在潛伏期和隱形神經(jīng)云減少后出現(xiàn)，進行性運動和感覺功能，以及代表了人類慢性頸髓壓迫。

關鍵字：動物研究；行為評估；核磁共振；神經(jīng)元死亡；脊髓損傷。

引言：
一般認為，慢性壓迫脊髓病的病因與頸椎的病理特點相關，例如椎關節(jié)硬化，韌帶骨化，椎管狹窄，以及椎間盤突出，或許由機械性壓迫和血管病變兩種因素引起所致。慢性壓迫性脊髓病隱匿性地和進展性地損傷運動和感覺動能。很多病人數(shù)年沒有臨床癥狀，盡管這個時期內(nèi)存在脊髓壓迫和缺陷，一旦本**出現(xiàn)臨床癥狀，神功功能障礙進行性加重，很少有逆轉(zhuǎn)。隨機選擇的有癥狀隊列的頸部核磁共振檢查的一項研究表明大于64歲的受試者26%出現(xiàn)脊髓損傷，45-64歲受試者16%出現(xiàn)脊髓損傷。臨床上，即使那些由神經(jīng)影像學確診的嚴重，檢查經(jīng)常顯示不可預料的非重要性神經(jīng)功能發(fā)現(xiàn)，和手術(shù)減壓后的可觀的神經(jīng)恢復也許是可以預料到。因此，慢性脊髓壓迫的一個急性脊髓損傷沒有的特點就是脊髓的可塑性。到目前為止，臨床上慢性頸髓術(shù)后效果在持續(xù)提高。不管怎樣，仍有一些不滿意的結(jié)果，即使是充分的減壓手術(shù)。這就意味著，頸髓嚴重受損以至于在病程中恢復性小。損傷過程的確切病理機制仍然不是完全清楚，但是灌注不足和血管栓塞已經(jīng)被證實是可能因素。尸體標本的脊髓病理檢查發(fā)現(xiàn)，運動神經(jīng)元減少以及灰質(zhì)中的血管退行性變，以及脫髓鞘和軸索水腫。一個次病理情況的合適的模型應該展示壓縮引入后的隱匿性神經(jīng)功能障礙的隱匿期，隨后進行性的功能障礙時期。進一步，做一個沒有脊髓損傷的模型具有重要意義。此研究的旨在產(chǎn)生一種新的脊髓慢性壓迫損傷模型，來滿足這些臨床條件，運用MRI和病理學檢查來評估運動感覺功能。
材料：
動物
本實驗在當?shù)貏游飩惱砦瘑T會和本大學動物實驗監(jiān)督條例以及日本政府動物保護和管理法規(guī)與日本政府飼養(yǎng)動物通知的監(jiān)督下進行。實驗用27只雄性SD大鼠，3周大，平均體重51g。在溫度22度，濕度55%實驗室條件下飼養(yǎng)動物，同時能夠自由獲取飲水和食物。
頸椎管狹窄模型的制作
術(shù)前，動物在籠子中飼養(yǎng)一周，以適應環(huán)境。用****鈉腹腔內(nèi)注射麻醉（35mg/kg)。每只大鼠均俯臥位置于加熱板上，手術(shù)在嚴格無菌條件下進行。體溫保持在37°C，血壓用無創(chuàng)血壓監(jiān)護儀監(jiān)護，以保持術(shù)中平穩(wěn)的生理狀態(tài)。以C4棘突為中心，做一縱行皮膚切口，從錐板上鈍性兩側(cè)椎旁肌。暴露雙側(cè)錐板，在顯微鏡下分離出C4、C5根部，并切除。然后，切除C4棘突，實行椎板去皮質(zhì)術(shù)。C4左側(cè)從側(cè)面牽拉到一側(cè)，聚乙烯通過C4椎體的腹側(cè)，固定在一塊1*2*0.5mm 大小的抵在C4椎體腹側(cè)上的塑料片上，然后纏繞三圈固定。在本模型中，隨著椎管和椎體的生長，聚乙烯線逐漸長入椎管的椎板里。因此形成漸進性的脊髓壓迫。對照組只進行C4C5椎板的暴露，不進行捆扎。對照組10只大鼠，控制組10只大鼠，術(shù)后繼續(xù)在以上描述的實驗室條件飼養(yǎng)12個月。
神經(jīng)功能評價
BBB評分。術(shù)后1,3,6,9,12個月每組用BBB評分評價神經(jīng)運動功能。BBB評分主要用于實驗性脊髓損傷后運動功能評價。簡言之，BBB是21分序列，從0（沒有后肢移動）到21分（持續(xù)協(xié)調(diào)的后肢運動）。0-7分為恢復的早期階段，8-13分描述恢復期的中間階段，14-21代表恢復的晚期階段，用階段性的腳趾頭的清理，主要爪子為止，步態(tài)穩(wěn)定性，指甲位置。兩名檢查者觀察和評價每只大鼠4-min的運動。神經(jīng)檢查運用雙盲技術(shù)。
核磁共振研究
MRI研究：核磁共振研究在術(shù)后3、6、9、12個月，用0.4T永磁儀。檢查系列包括T1(350/25),T2O(5000/119),視野150mm，5mm厚度層面，256*256矩陣，以及4個激發(fā)點。掃描時間為5-6分鐘。所有的動物在俯臥位掃描，頸段被放置在線圈的中央，位于靜態(tài)磁場的等中心點。
脊髓的橫斷面積和壓迫率，由運用MR圖像數(shù)字轉(zhuǎn)化儀，T1加權(quán)像矢狀面通過*大壓迫水平的區(qū)域獲得。壓迫率由前后直徑脊髓的橫斷面的直徑。將實驗組和對照組的脊髓的壓迫率和橫斷面積進行比較。
髓內(nèi)高信號區(qū)域的有無用T2加權(quán)性像來檢查。定量測量由ROI技術(shù)來測量頸段脊髓的高信號。所有序列的SDNRS被用來評價頸段脊髓來評價脊髓和其椎管內(nèi)的周圍組織。SDNRS由單獨測量脊髓的信號強度（平均ROI）評價和頸部外階段分碼方向，包括重影偽影。兩種獲得的變量的區(qū)別在于在同一圖像中。
組織病理學的檢查：
在MR圖像研究后，所有大鼠被處死用來做組織病理學檢查。所有的動物用4%的甲醛主動脈內(nèi)灌注固定。頸脊柱被取下，并固定在相同溶液中1周。標本用0.5m乙二胺酸脫鈣，和用石標準程序蠟包埋。光學顯微鏡下標本從C2到C7，頭段到尾端橫斷面切除，共600片，每片5μm厚。每個的第10片尼氏染色，在每個染色片段顯微拍照包含整個腹角。
運動神經(jīng)元，被識別出有大核仁，以及發(fā)育好的致密染色的尼氏體。核仁，正常中央，包含與周圍的細胞核正常分界。為了獲得，。為了獲得**的神經(jīng)元計數(shù)，沒有遺漏或重復，我們選擇切片5μm厚度，留下5微米的距離，基于以下立體考慮：典型的大核仁直徑大約5μm，而且這個直徑是一致；選擇切片的厚度和間隔厚度5μm球形核仁，這意味著每個切片將包含核仁的完整輪廓，他們的中央在在切片之外2.5μm之內(nèi)。因此計數(shù)運動神經(jīng)元的核仁，這些核仁出現(xiàn)在5μm厚度的視野中，這些核仁中央局限在5μm之內(nèi)在每個切片中央的每邊上，因此在切片間留5μm的間隔意味著立體計數(shù)能夠避免運動神經(jīng)元數(shù)目的遺漏或者重復。
統(tǒng)計分析：
數(shù)據(jù)統(tǒng)計：數(shù)據(jù)用均數(shù)+標準誤表達。BBB評分，*大跑步機速度，感覺評價，MR圖像研究的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運動神經(jīng)元的數(shù)目運用非參數(shù)比較（Wilcoxon’s rank sum test），用spss11。p＜0.05.
結(jié)果：術(shù)后，動物均體健，無任何感染。對照組和實驗組術(shù)后12個月的生存率分別在76.9%和71.4%。它們的體重增長快速，從手術(shù)時的51+-1.1克，三個月后到481.7 – 14.7 g (control rats), or to465.0 – 19.8 g (CCS model rat)。隨后，兩組體重均增加，12個月后，對照組和實驗組體重分別增加至706.7 – 43.2 g and 679.1 – 43.9 g。兩組生長無顯著差異。
神經(jīng)功能結(jié)果：
在術(shù)后3,6,9,12個月時，檢測神經(jīng)功能。在3個月和6個月時，沒有大鼠出現(xiàn)脊髓病癥狀，BBB評分和*大跑步機速度類似于對照組。10只實驗組的大鼠中的2只出現(xiàn)了BBB評分和*大跑步機速度下降，術(shù)后12個月，所有實驗組的動物均出現(xiàn)了脊髓病癥狀。術(shù)后12個月實驗組BBB評分實驗組（17.3 –+ 1.6)低于對照組的(20.8 +– 0.4)，實驗組的*大跑步機速度(21.7 – +4.5m/min)，低于對照組的(33.3 –+3.5m/min)。在von frey 纖維測試中，實驗組的大鼠有著和對照組大鼠類似的過程，一直到術(shù)后6個月。3只出現(xiàn)了前肢和后肢的輕微的感覺麻木。隨后，12個月后，所有的實驗組模型，前肢的反應頻率下降了(26.0 –+12.6%),后肢的反應頻率下降了(21.0 –+ 23.8%)。
核磁共振:
核磁共振檢查在頸椎模型后3/6/12個月時進行。在MR圖像上，從6個月開始，CCS模型動物的脊髓逐漸變平，一直惡化至12個月時。從脊髓矢狀位T1像獲得的脊髓橫截面積減少，運動神經(jīng)元數(shù)目的減少。（表1和圖片5）。在所有的CCS模型大鼠白質(zhì)顯示髓鞘破壞，和海綿狀軸索退變。病理改變發(fā)生主要在壓縮區(qū)域下方。
組織病理結(jié)果：一種慢性頸段脊髓壓迫的大鼠模型的建立：神經(jīng)功能行為、放射學及病理結(jié)果的變化
討論：
頸髓病是壓迫性脊髓病*嚴重的后果，例如椎關節(jié)強硬，韌帶骨化，椎管狹窄，和椎間盤突出癥，但是他的病理細節(jié)沒有被理解。一個原因就是實驗動物的滿意的慢性頸脊髓受壓模型沒有建立起來。目前為止，大量的方法運用于產(chǎn)生脊髓壓迫損傷；不管怎么樣，大多數(shù)有有用的模型僅僅適用于急性或亞急性壓迫損傷，運用錐板切除形成脊髓損傷，因此硬脊膜組織，血管損傷和**組織形成。沒有合適動物模型用來分析慢性頸髓壓迫的效應。其他模型，包括腫瘤細胞的移植，螺釘?shù)臐u進性擰緊，擴張性薄片的移植，脊柱韌帶骨化基因大鼠。這些模型有一些缺點，例如腫瘤模型生長過快，硬膜外組織損傷在直接薄片或者螺釘移植、基因敲出小鼠壓迫點缺乏選擇性，可能發(fā)生在C1-C2以外的椎體。在我們模型，聚乙烯線利用椎管本身的生長，深陷在擴大的椎管中，這將漸進性脊髓壓迫。產(chǎn)生頸髓壓迫，而沒有在椎管上實施手術(shù)，因此硬膜外組織沒有損傷，錐板切除的**組織沒有發(fā)生。大鼠和人類的骨成熟分別是大約3-4個月大，和13-16歲大。大鼠和人類的脊髓生長完成大約在出生后3個月和18歲因此，3周大小的大鼠和12個月相對應與人類的青少年和老年。一些研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人類的壓迫性脊髓的形態(tài)學在CT或者MRI影像與臨床癥狀的關系。據(jù)報道，如果通過CT影像學和核磁共振成像確診時脊髓橫截面積少于55-75%時，脊髓就不能耐受。另外，人類頸髓壓迫的典型特點是，在引起脊髓壓迫后，臨床癥狀出現(xiàn)的的隱匿性和延遲性。在本項研究中，頸髓壓迫沒有導致脊髓的急性的持續(xù)的神經(jīng)功能障礙。所有的動物在術(shù)后都恢復了正常的神經(jīng)功能狀態(tài)。在核磁共振圖像上，頸椎管狹窄的脊髓逐漸扁平，從術(shù)后6個月開始。

結(jié)論：本研究建立了一種新的有效的，沒有直接損傷大鼠脊髓的慢性頸髓壓迫模型。在本實驗中，用聚乙烯線捆扎C4椎體的大鼠在9個月后出現(xiàn)了運動障礙及感覺障礙；但是，直到6個月時才出現(xiàn)臨床癥狀。這種隱匿性和延遲的癥狀正是脊髓慢性壓迫的*典型的特點之一。因此，本模型或許復制了人類慢性頸部脊髓壓迫的過程。