中文摘要：

脊髓损伤常常导致严重而持久的神经缺陷，给家庭和社会造成沉重的负担，损伤的早期救治越来越受到关注。目前多采用动物模型进行脊髓损伤的研究，由于致伤因素复杂，所以研究损伤的机制比较困难。本研究采用机械冲击加载压力的方法建立脊髓细胞急性损伤模型，排除其它干扰因素，单纯研究脊髓神经细胞的机械压力致伤的机制，这在国内外还是空白。通过形态学、生物力学两方面研究脊髓神经元和星形胶质细胞的骨架结构在机械压力加载后变化情况。同时，定量分析、比较两种细胞的骨架结构受损伤后的变化。一方面，利用原子力显微镜等技术观察神经细胞机械压力损伤后骨架结构的变化，揭示机械压力对细胞骨架影响的规律。另一方面，利用钙蛋白酶表达和底物的检测技术观察钙蛋白酶抑制剂保护细胞骨架结构中的作用。为阐明机械压力损伤神经细胞的机制，寻找急性损伤初期保护脊髓的方法提供理论和实验依据。

结论摘要：

脊髓损伤常常导致严重而持久的神经缺陷，给家庭和社会造成沉重的负担，损伤的早期救治越来越受到关注。目前多采用动物模型进行脊髓损伤的研究，由于致伤因素复杂，所以研究损伤的机制比较困难。本研究采用体外机械冲击加载压力的方法建立脊髓细胞急性损伤模型，排除其它干扰因素，单纯研究脊髓神经细胞的机械压力致伤的机制，这在国内外还是空白。通过形态学、生物力学两方面研究脊髓神经元细胞骨架结构在机械压力加载后变化情况。同时，定量分析细胞的骨架结构受损伤后的变化。一方面，利用原子力显微镜等技术观察神经细胞机械压力损伤后骨架结构的分子级形貌变化及膜表面颗粒高度分布，揭示机械压力对细胞骨架影响的规律。另一方面，利用钙蛋白酶抑制剂对钙蛋白酶活性的抑制作用，观察其保护细胞骨架结构的作用。为阐明机械压力损伤神经细胞的机制，寻找急性损伤初期保护脊髓的方法提供理论和实验依据。结果发现，体外可控性的机械压力损伤大鼠脊髓背根神经节神经元细胞中，受到机械压力损伤后，不同时间点，神经元细胞膜骨架蛋白颗粒高度，粗糙度及三维结构均发生了显著变化，损伤组较对照组变粗糙，颗粒高度值分布增加，膜表面出现孔道样结构，并在不同时间显示出不同的变化。细胞内骨架结构微管特异蛋白的免疫细胞化学染色显示，微管结构在机械压力损伤后出现断裂、卷曲等结构改变，并有本身结构的破坏与减少，蛋白定量检测结果与图像检测结果一致。机械压力损伤组与对照组相比有明显的细胞凋亡现象发生。在应用钙蛋白酶抑制剂PD150606后，对神经元细胞保护作用明显，原子力显微镜观察胞膜结构损伤减轻，粗糙度降低，颗粒高度分布变平坦，孔道结构消失，免疫组化染色胞内微观结构较均一，无明显断裂、扭曲等现象，蛋白定量分析微管蛋白表达未降低。以上结构表明，细胞膜骨架蛋白及胞内微管骨架结构作为机械力学生物传导的感受和转化媒介，参与了机械力学损伤效应的生物学转化，并可能是压力损伤的主要效应蛋白。机械压力损伤后细胞的损伤反应呈现一定的时间变化特性。钙蛋白酶抑制剂的损伤保护作用提示钙离子的激活和钙蛋白酶介导了细胞的损伤反应，并显示了神经压力损伤保护的新选择。