張華，白金柱

脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的相關(guān)研究進展①

張華，白金柱

脊髓損傷導(dǎo)致?lián)p傷平面以下運動功能障礙，這是由于大腦向脊髓傳遞運動指令的下行性傳導(dǎo)束中斷所致。其中主要的傳導(dǎo)束是支配肢體運動功能的皮質(zhì)脊髓束。脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的再生修復(fù)或功能重塑是促進肢體運動功能恢復(fù)的解剖病理基礎(chǔ)，本文論述了皮質(zhì)脊髓束的解剖相關(guān)知識以及脊髓損傷后既往促進皮質(zhì)脊髓束軸突再生修復(fù)的經(jīng)典方法和國內(nèi)外最新研究進展，以期對臨床有一定的指導(dǎo)作用。

脊髓損傷；皮質(zhì)脊髓束；軸突；再生；綜述

脊髓損傷是一個災(zāi)難性病損。美國創(chuàng)傷性脊髓損傷年發(fā)病率是50/100萬，每年大約新增1萬例脊髓損傷患者[1]。脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的修復(fù)一直是神經(jīng)科學(xué)研究的熱點，以期通過皮質(zhì)脊髓束修復(fù)或功能重塑促進肢體運動功能恢復(fù)。雖然實驗研究已取得很大進步，但尚無臨床應(yīng)用成功的報道。

1 皮質(zhì)脊髓束的特點

皮質(zhì)脊髓束為錐體系的一部分，是哺乳動物脊髓內(nèi)的主要下行運動性傳導(dǎo)束，主要起自大腦皮質(zhì)4區(qū)上2/3，是大腦皮質(zhì)至脊髓前角運動神經(jīng)元的運動傳導(dǎo)束(軸突)。皮質(zhì)脊髓束的纖維約75%~90%經(jīng)錐體交叉進入皮質(zhì)脊髓側(cè)束，也有少數(shù)纖維下行至同側(cè)而不交叉形成皮質(zhì)脊髓前束；先位于脊髓小腦后束的內(nèi)側(cè)，至腰骶部因脊髓小腦束尚未出現(xiàn)，乃接近表面。皮質(zhì)脊髓束的主要功能是通過脊髓中間神經(jīng)元(Rexed灰質(zhì)板層的第Ⅳ層)再到前角運動細胞(控制軀干和肢體近端大肌肉)，或直接終止于脊髓前角運動細胞(控制手足肢端小肌肉的精細運動)，支配骨骼肌的隨意運動。脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束受到破壞，損傷平面以下仍存活的脊髓神經(jīng)細胞失去大腦的神經(jīng)支配，不能進行隨意性的功能活動。脊髓損傷后隨意運動功能的恢復(fù)，很大程度上取決于皮質(zhì)脊髓束的軸索再生，及其與脊髓前角運動神經(jīng)元直接或間接的功能性重建[2]。

2 脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的變化

Hill等通過大鼠實驗發(fā)現(xiàn)脊髓損傷后形成慢性脊髓壞死空洞，伴隨著軸突變性及出芽[3]。他們通過實驗發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)脊髓束在脊髓損傷后發(fā)生了大量的末梢壞死，壞死球可在傷后1 d至8個月都存在。皮質(zhì)脊髓束出芽發(fā)生在傷后3周~3個月之間，皮質(zhì)脊髓束軸突生長到損傷部位要經(jīng)歷更長的過程。Fouad等發(fā)現(xiàn)胸部脊髓損傷后，頸部皮質(zhì)脊髓束纖維發(fā)芽并伴隨著運動反應(yīng)區(qū)的轉(zhuǎn)換[4]。Guleria通過對人體的彌散成像發(fā)現(xiàn)，頸部脊髓損傷患者頭顱內(nèi)的皮質(zhì)脊髓束發(fā)生逆行性Wallerian變性[5]。隨后，Wang等發(fā)現(xiàn)在脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束發(fā)生Wallerian變性的基礎(chǔ)上，損傷部位膠質(zhì)細胞大量表達并伴隨著軸突的變性[6]。Nishimura等通過獼猴實驗發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后大腦皮層的不同部位在損傷不同時期和階段產(chǎn)生相關(guān)的變化[7]。Jaerve等在實驗中發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后老齡化對軸突出芽及再生存在微分效應(yīng)[8]。Shen等采用微電極測定出大鼠脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的微循環(huán)變化[9]。Benowitz等證實炎癥在脊髓損傷后神經(jīng)修復(fù)中的重要作用，炎癥反應(yīng)正面影響的特定類型細胞和分子可以促進軸突再生和發(fā)芽[10]。Freund等通過實驗證實，頸部損傷后大腦皮質(zhì)區(qū)發(fā)生變化與重組，并且損傷局部軸突的完整性可以預(yù)測這種變化與重組[11]。其后，Darlot等通過大鼠實驗發(fā)現(xiàn)，頸部脊髓損傷后，通過軸突出芽和延髓腹外側(cè)的通路重布可以促進呼吸功能恢復(fù)，使呼吸系統(tǒng)有廣泛的可塑性[12]。Oudega等通過研究動物脊髓損傷模型，解剖學(xué)證據(jù)顯示，皮質(zhì)脊髓束向損傷局部頭側(cè)和尾側(cè)發(fā)芽并且它們匯合到脊髓軸突環(huán)路里[13]。電生理數(shù)據(jù)提示，從主要的運動皮層經(jīng)由腦干神經(jīng)元和脊髓中間神經(jīng)元，到前肢運動神經(jīng)元之間存在間接聯(lián)系，或者從緩慢的未受傷害的皮質(zhì)脊髓束的軸突具有直接聯(lián)系，可能有助于皮質(zhì)脊髓束損傷后的運動控制。Tan等通過對大鼠選擇性的皮質(zhì)脊髓束損傷相關(guān)數(shù)據(jù)第一次證明損傷后遠離損傷區(qū)域的適應(yīng)不良的傳入纖維具有可塑性，即脊髓初級傳入神經(jīng)纖維的發(fā)芽[14]。

3 脊髓損傷對大腦運動皮質(zhì)神經(jīng)元及脊髓神經(jīng)元的影響

脊髓損傷包括原發(fā)性和繼發(fā)性損傷。原發(fā)性損傷是外力引起的不可逆性神經(jīng)損傷，包括受傷節(jié)段灰質(zhì)中的細胞(神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞)、白質(zhì)中的傳導(dǎo)束和微循環(huán)的損傷。灰質(zhì)中神經(jīng)元死亡后再生困難，引起受傷節(jié)段的功能喪失；白質(zhì)中傳導(dǎo)束的損傷常引起受傷節(jié)段以下永久性的肢體功能障礙。繼發(fā)損傷經(jīng)過炎癥、神經(jīng)毒性損害等一系列反應(yīng)，最終導(dǎo)致神經(jīng)細胞壞死和細胞凋亡。脊髓損傷繼發(fā)變化主要包括血管痙攣、血栓形成、微循環(huán)障礙、水腫、自由基形成、興奮性氨基酸生成、Ca2+內(nèi)流超載等，這些因素的綜合作用導(dǎo)致細胞的死亡。實驗研究證實在脊髓損傷早期，損傷中心區(qū)域神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞大量死亡，神經(jīng)元主要是以壞死為特征的改變。而典型的凋亡細胞主要為分布在損傷區(qū)域以外白質(zhì)內(nèi)的膠質(zhì)細胞。另外發(fā)現(xiàn)有部分細胞形態(tài)并不表現(xiàn)典型的壞死和凋亡特征，而呈現(xiàn)多種異常病理改變。脊髓組織中的神經(jīng)元多數(shù)是上下行傳導(dǎo)束換元的中間神經(jīng)元，支配鄰近1~2個脊髓節(jié)段的運動、感覺和自主神經(jīng)元。光鏡下脊髓損傷后大量神經(jīng)元形態(tài)崩解、消失，核溶解或碎裂，部分神經(jīng)元尼氏體溶解。膠質(zhì)細胞腫脹壞死。白質(zhì)表現(xiàn)為片狀脫髓鞘區(qū)，結(jié)構(gòu)紊亂，形成空洞。術(shù)后24 h，病灶范圍擴大，灰質(zhì)內(nèi)部分神經(jīng)元呈空泡樣改變，核固縮。術(shù)后48 h，損傷區(qū)內(nèi)可見染色較深的塊狀或半月狀凋亡小體形成。白質(zhì)髓鞘松散、軸索腫脹進一步加劇。脊髓損傷后1周，損傷中心神經(jīng)元壞死后形成大小不等的空洞和囊腔，白質(zhì)內(nèi)可見有膠質(zhì)細胞增生。3周后，病灶范圍基本穩(wěn)定，白質(zhì)中髓鞘腫脹后形成囊腔，膠質(zhì)細胞增生明顯。

Fang等通過大鼠實驗發(fā)現(xiàn)脊髓損傷后在大鼠的前角細胞神經(jīng)元明顯減少，總的神經(jīng)元數(shù)目在傷后7 d減少到假手術(shù)組的48%，傷后42 d減少到假手術(shù)組的28%[15]。Growe等發(fā)現(xiàn)脊髓損傷6 h后出現(xiàn)神經(jīng)元凋亡，傷后8 d和3周凋亡細胞主要分布在損傷部位兩端脊髓傳導(dǎo)束內(nèi)，并提示凋亡可能同時伴有脊髓傳導(dǎo)束的Wallerian變性[16]。

Lee等研究T9水平大鼠脊髓損傷模型，發(fā)現(xiàn)SCI可能導(dǎo)致大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的死亡[17]。Wannier等在C7~8交界處切斷恒河猴單側(cè)后側(cè)索，然后研究大腦運動皮質(zhì)后肢代表區(qū)的神經(jīng)元，結(jié)果顯示絕大部分軸索切斷的皮質(zhì)脊髓束神經(jīng)元沒有變性，但是這些神經(jīng)元卻比對側(cè)大腦皮質(zhì)相應(yīng)的神經(jīng)元有所縮小[18]。劉亞東等通過成年大鼠實驗研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后大鼠大腦運動皮質(zhì)神經(jīng)元凋亡指數(shù)增加，提示脊髓損傷對大腦運動皮質(zhì)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能存在影響，脊髓損傷可以通過細胞凋亡的模式引起皮質(zhì)運動神經(jīng)元死亡[19]。脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束所支配的運動功能不能完全得到恢復(fù)，對這種現(xiàn)象的解釋之一是軸突中受到損傷的相應(yīng)皮質(zhì)脊髓束神經(jīng)元可能發(fā)生了變化[20]。Tysseling等研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束背側(cè)的基質(zhì)衍生因子-1(SDF-1)促進趨化因子受體-4細胞遷移[21]。Roy等通過研究不全脊髓損傷后短暫皮質(zhì)內(nèi)抑制發(fā)現(xiàn)，相對于控制組，隨機組皮質(zhì)內(nèi)短暫抑制發(fā)生率下降[22]。Nishimura等通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，猴子脊髓損傷后皮質(zhì)和皮質(zhì)下發(fā)生了代償性變化，這些變化伴隨著相關(guān)可塑基因的表達，并且這些神經(jīng)回路的動態(tài)特性是時間依賴性的[23]。

脊髓損傷導(dǎo)致?lián)p傷平面以下的運動功能障礙，是由于大腦向脊髓傳遞運動指令下行性傳導(dǎo)束中斷所致，而皮質(zhì)脊髓束是支配肢體運動功能的主要傳導(dǎo)束。皮質(zhì)脊髓束的軸突再生對脊髓損傷后隨意運動功能的恢復(fù)具有重要作用。因此，脊髓損傷治療應(yīng)主要促進皮質(zhì)脊髓束神經(jīng)元軸突的再生，是脊髓損傷功能恢復(fù)的最重要因素之一。

4 皮質(zhì)脊髓束損傷機制

Hill等觀察到脊髓損傷早期大量的紅細胞及巨噬細胞出現(xiàn)在損傷的局部，參與到脊髓空洞壞死變化過程中[3]。McPhail等通過實驗證實，脊髓損傷后巨噬細胞介導(dǎo)的髓鞘變性以及隨后暴露出來的抑制損傷軸突再生的分子導(dǎo)致軸突的末梢壞死，通過對無髓鞘大鼠及有髓鞘大鼠的實驗研究發(fā)現(xiàn)，無髓鞘大鼠軸突的末梢壞死消失是與巨噬細胞對脊髓損傷頭部邊緣的背側(cè)柱反應(yīng)減少相關(guān)聯(lián)的，對有髓鞘的大鼠全身注射米諾環(huán)素，脊髓背側(cè)柱損傷后巨噬細胞的反應(yīng)及軸突末梢壞死都減少了，在無髓鞘大鼠增加活化的巨噬細胞軸突的末梢壞死沒有明顯的變化，米諾環(huán)素有髓鞘處理組與無米諾環(huán)素的有髓鞘組相比施萬細胞減少，而在無髓鞘組施萬細胞幾乎檢測不到，提示像末梢壞死一樣，施萬細胞出現(xiàn)依賴于巨噬細胞介導(dǎo)的髓鞘變性，這說明活化的巨噬細胞以及髓鞘的變性對于軸突末梢壞死的作用[24]。

5 皮質(zhì)脊髓束的修復(fù)

脊髓損傷后的皮質(zhì)脊髓束軸突再生與功能重建仍是世界性的醫(yī)學(xué)難題。中樞神經(jīng)細胞的軸突損傷后，在自然條件下再生困難，原因是：①中樞神經(jīng)的環(huán)境對軸突再生來說是抑制性的；②中樞神經(jīng)細胞的內(nèi)在再生能力低下。

近年來，促進軸突再生多是通過以下幾種方式：①增加有利于軸突再生的細胞，包括施萬細胞、嗅鞘細胞、胚胎神經(jīng)細胞和神經(jīng)干細胞等；②提高中樞神經(jīng)細胞的軸突再生能力，主要是應(yīng)用外源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子；③利用抗體進行中和反應(yīng)，包括產(chǎn)生于髓鞘的抑制因子和產(chǎn)生于膠質(zhì)瘢痕的抑制因子；④促進未損傷軸突的功能恢復(fù)。同時改變多方面的因素，比僅改變一種因素更為有效。

5.1 細胞移植與軸突再生

近年來，細胞移植成為修復(fù)脊髓損傷研究的熱點之一。施萬細胞是周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元軸突的髓鞘細胞，可產(chǎn)生分泌多種促進軸突再生的細胞因子和胞外基質(zhì)，還可表達多種細胞黏附分子，促進軸突延長。

嗅鞘細胞是一種膠質(zhì)細胞，包圍由嗅上皮至嗅球處延伸分布嗅覺感受器神經(jīng)元的軸突，可分泌多種營養(yǎng)因子，是一種改變軸突再生的抑制性微環(huán)境的有效手段。以往研究認為，移植在脊髓損傷處的嗅鞘細胞具有長距離遷移特性并有可能引導(dǎo)和支持神經(jīng)元軸突的生長和再生，包括皮質(zhì)脊髓束軸突的再生[25]。近年實驗研究發(fā)現(xiàn)，嗅鞘細胞在植入大鼠損傷脊髓后沒有獨特的遷移特性，與骨髓基質(zhì)細胞或成纖維細胞相比沒有明顯促進軸突生長的作用，也沒有支持皮質(zhì)脊髓束軸突在脊髓損傷處形成橋接的作用。

胚胎神經(jīng)細胞有較長的存活時間和較強的再生能力。有研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)干細胞移植治療可促進皮質(zhì)脊髓束的再生并重新建立部分神經(jīng)纖維聯(lián)系，隨后通過大鼠實驗證實，神經(jīng)干細胞條件化培養(yǎng)基可以促進脊髓損傷大鼠皮質(zhì)脊髓束的再生以及皮質(zhì)脊髓束和神經(jīng)元之間的解剖學(xué)重建；神經(jīng)干細胞治療脊髓損傷可能通過支持治療而非替代治療[26]。

5.2 應(yīng)用神經(jīng)營養(yǎng)因子

神經(jīng)營養(yǎng)因子(neurotrophic factors,NTFs)是神經(jīng)細胞發(fā)育和存活必需的大分子蛋白質(zhì)，神經(jīng)營養(yǎng)因子和神經(jīng)生長因子能提高神經(jīng)細胞軸突的內(nèi)在再生能力，更好地為其創(chuàng)造有利環(huán)境。Zhou等證明大鼠脊髓運動神經(jīng)元的神經(jīng)營養(yǎng)因子-3(NT-3)的過度表達可以導(dǎo)致皮質(zhì)脊髓束軸突的出芽[27]。而腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、神經(jīng)膠質(zhì)細胞源性的神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)同NT-3的共同應(yīng)用可更加顯著地促進損傷處脊髓軸突的出芽。近來發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用最終是通過軸突的腺苷酸信號系統(tǒng)實現(xiàn)的，阻斷三磷酸鳥苷(GTP)酶Rho，或提高環(huán)磷酸腺苷水平，均能促進軸突再生[28]。

5.3 應(yīng)用抗各種抑制因子的抗體

脊髓損傷后，周圍環(huán)境釋放的抑制因子阻礙脊髓的修復(fù)，有效的辦法是應(yīng)用各因子的抗體對抗其阻礙作用從而有助于脊髓修復(fù)。最早發(fā)現(xiàn)的抑制性因子是Nogo-A，隨后其單克隆抗體IN-1被分離出來。Raineteau等將皮質(zhì)脊髓束在錐體交叉處切斷，然后應(yīng)用IN-1抗體消除Nogo-A的作用，結(jié)果觀察到到受損的皮質(zhì)脊髓束軸突的出芽現(xiàn)象[29]。抑制再生和可塑性最顯著的因子就是Nogo-A和髓鞘相關(guān)糖蛋白(myelin-associated glycoprotein,MAG)，目前為止還沒有阻斷MAG的抗體，但MAG已被克隆出。近年的實驗發(fā)現(xiàn)，IN-1及聯(lián)合應(yīng)用NT-3后可以促進脊髓損傷后軸突的再生，促進運動功能的恢復(fù)。Yoshimura等研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷小鼠的原癌基因c-Jun的N末端激酶導(dǎo)致小鼠脊髓損傷后軸索變性并限制其運動恢復(fù)[30]。Shim等研究發(fā)現(xiàn)叢狀蛋白A2通過調(diào)停少突膠質(zhì)細胞衍生物生長抑制限制了從中斷的皮質(zhì)脊髓束功能恢復(fù)的可能[31]。You等研究發(fā)現(xiàn)，被動免疫接種粘蛋白-α多克隆抗體促進大鼠脊髓損傷后軸突再生和功能恢復(fù)[32]。

6 促進未損傷皮質(zhì)脊髓束的功能恢復(fù)

脊髓損傷后，其脊髓結(jié)構(gòu)并未發(fā)生解剖學(xué)的中斷，仍有軸突通過損傷區(qū)。如果可以通過這些未中斷的軸突(尤其是皮質(zhì)脊髓束)來提高功能恢復(fù)，遠較通過重新再生的軸突容易。然而，到目前為止這方面的研究很少。目前有兩種途徑可以提高仍健存軸突的功能：①促進脫髓鞘的軸突重新形成髓鞘而具有傳導(dǎo)功能；②促進突觸聯(lián)系的重塑。

皮質(zhì)脊髓束的修復(fù)，除了以上這些經(jīng)典的方法之外，近些年大量的研究也發(fā)現(xiàn)更多促進皮質(zhì)脊髓束軸突修復(fù)及功能恢復(fù)的方法。McKay等觀察到通過對顱腦皮層的電刺激或者磁刺激對脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的功能有評估作用[33]。Ferguson等通過實驗證實，慢性損傷的運動皮質(zhì)神經(jīng)元仍然保持著再生的能力，并且自體的、外周神經(jīng)移植可以促進其軸突再生[34]。Stirling等在他們的實驗中使用米諾環(huán)素，從而證實其可以減少延遲的少突膠質(zhì)細胞的死亡，減弱軸突的末梢壞死并促進功能的恢復(fù)[35]。隨后，Thomas等通過對不全性脊髓損傷患者采用跑步機訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)脊髓束功能較前提高[36]。白金柱等應(yīng)用經(jīng)顱磁刺激同步踏車訓(xùn)練可在一定程度上促進不完全胸腰段脊髓損傷患者的運動功能恢復(fù)，并分析可能與皮質(zhì)脊髓束功能重塑相關(guān)[37]。Feng等通過大鼠實驗證實自體的、受傷以前的腓腸神經(jīng)移植可促進皮質(zhì)脊髓束的再生和功能恢復(fù)[38]。Busch等通過大鼠實驗發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后應(yīng)用成熟全能祖(干)細胞阻止巨噬細胞介導(dǎo)的軸突末梢壞死，并促進了軸突的再生[39]。Yang等通過實驗研究發(fā)現(xiàn)白細胞介素-6通過重新激活神經(jīng)元固有的內(nèi)在生長程序和增加突觸的形成，促進皮質(zhì)脊髓束損傷后的再生和功能恢復(fù)[40]。Blackmore等研究發(fā)現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄激活而設(shè)計的類Krüppel因子7促進成人皮質(zhì)脊髓束的軸突再生[41]。隨后，Hill等實驗研究提出分離變性前周圍神經(jīng)移植對脊髓損傷的修復(fù)：與施萬細胞移植相比一個全面的評估重建和功能恢復(fù)[42]。Ishii等發(fā)現(xiàn)Th1-限制的淋巴細胞的繼承性轉(zhuǎn)移可促進脊髓損傷后軸突重塑和功能恢復(fù)[43]。其后，Starkey等研究發(fā)現(xiàn)硫酸軟骨素酶可促進完整的皮質(zhì)脊髓束的代償發(fā)芽和成年小鼠單側(cè)錐體束切斷術(shù)后前肢功能的恢復(fù)[44]。Floriddia等實驗研究證實，P53可通過調(diào)控神經(jīng)元的內(nèi)部和外部的環(huán)境應(yīng)答而影響脊髓損傷后運動功能的恢復(fù)[45]。

7 前景展望

有關(guān)皮質(zhì)脊髓束再生修復(fù)的問題已進行了較多的研究，也取得一些令人鼓舞的結(jié)果，許多實驗?zāi)Ｐ途@得明顯的軸突再生和功能恢復(fù)。但軸突再生的數(shù)量并不多，距離也不長。盡管如此，脊髓的修復(fù)仍然存在著巨大的潛能。有研究認為，損傷的脊髓若能保留10%的軸突，則可重建部分神經(jīng)回路，使損傷的脊髓功能得到恢復(fù)[46]。雖然目前可能獲得的皮質(zhì)脊髓束再生軸突數(shù)量還很少，但這很少的軸突有可能會帶來巨大的功能恢復(fù)。

[1]Zompa EA,Cain LD,Everhart AW,et al.Transplant therapy:recovery of function after spinal cord injury[J].J Neurotrauma,1997,14(8):479-506.

[2]Fawcett JW.Spinal cord repair:from experimental models to human application[J].Spinal Cord,1998,36(12):811-817.

[3]Hill CE,Beattie MS,Bresnahan JC.Degeneration and sprouting of identified descending supraspinal axons after contusive spinal cord injury in the rat[J].Exp Neurol,2001,171(1):153-169.

[4]Fouad K,Pedersen V,Schwab ME,et al.Cervical sprouting of corticospinal fibers after thoracic spinal cord injury accompanies shifts in evoked motor responses[J].Curr Biol,2001,11(22):1766-1770.

[5]Guleria S,Gupta RK,Saksena S,et al.Retrograde Wallerian degeneration of cranial corticospinal tracts in cervical spinal cord injury patients using diffusion tensor imaging[J].J Neurosci Res,2008,86(10):2271-2280.

[6]Wang L,Hu B,Wong WM,et al.Glial and axonal responses in areas of Wallerian degeneration of the corticospinal and dorsal ascending tracts after spinal cord dorsal funiculotomy[J].Neuropathology,2009,29(3):230-241.

[7]Nishimura Y,Isa T.Compensatory changes at the cerebral cortical level after spinal cord injury[J].Neuroscientist,2009,15(5):436-444.

[8]Jaerve A,Schiwy N,Schmitz C,et al.Differential effect of aging on axon sprouting and regenerative growth in spinal cord injury[J].Exp Neurol,2011,231(2):284-294.

[9]Shen WX,Yuan Y,Jiang ZL,et al.Experimental study of recording and analysing electrophysiological signals from corticospinal tract in rats[J].Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi,2011,27(2):168-172.

[10]Benowitz LI,Popovich PG.Inflammation and axon regeneration[J].Curr Opin Neurol,2011,24(6):577-583.

[11]Freund P,Wheeler-Kingshott CA,Nagy Z,et al.Axonal integrity predicts cortical reorganisation following cervical injury[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2012,83(6):629-637.

[12]Darlot F,Cayetanot F,Gauthier P,et al.Extensive respiratory plasticity after cervical spinal cord injury in rats:axonal sprouting and rerouting of ventrolateral bulbospinal pathways[J].Exp Neurol,2012,236(1):88-102.

[13]Oudega M,Perez MA.Corticospinal reorganization after spinal cord injury[J].J Physiol,2012,590(Pt 16):3647-3663.

[14]Tan AM,Chakrabarty S,Kimura H,et al.Selective corticospinal tract injury in the rat induces primary afferent fiber sprouting in the spinal cord and hyperreflexia[J].J Neurosci,2012,32(37):12896-12908.

[15]Fang M,Wang J,Huang JY,et al.The neuroprotective effects of Reg-2 following spinal cord transection injury[J].Anat Rec(Hoboken).2011,294(1):24-45.

[16]Crowe MJ,Bresnahan JC,Shuman SL,et al.Apoptosis and delayed generation after spinal cord injury in rats and monkeys[J].Nat med,1997,3:73-76.

[17]Lee BH,Lee KH,Kim UJ,et al.Injury in the spinal cord may produce cell death in the brain[J].Brain Res,2004,1020:37-44.

[18]Wannier T,Schmidlin E,Bloch J,et al.A unilateral section of the corticospinal tract at cervical level in primate does not lead to measurable cell loss in motor cortex[J].J Neurotrauma,2005,22(6):703-717.

[19]劉亞東,白金柱,關(guān)驊.脊髓損傷后大鼠大腦運動皮質(zhì)神經(jīng)細胞凋亡的初步研究[C].第一屆全國脊髓損傷治療與康復(fù)研討會暨中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會脊柱脊髓損傷專業(yè)委員會脊髓損傷與康復(fù)學(xué)組成立會論文匯編,2009:343.

[20]劉亞東,關(guān)驊.脊髓損傷后大腦皮質(zhì)的變化[J].中國康復(fù)理論與實踐,2008,14(8):713-715.

[21]Tysseling VM,Mithal D,Sahni V,et al.SDF1 in the dorsal corticospinal tract promotes CXCR4+cell migration after spinal cord injury[J].J Neuroinflammation,2011,8:16.

[22]Roy FD,Zewdie ET,Gorassini MA.Short-interval intracortical inhibition with incomplete spinal cord injury[J].Clin Neurophysiol,2011,122(7):1387-1395.

[23]Nishimura Y,Isa T.Cortical and subcortical compensatory mechanisms after spinal cord injury in monkeys[J].Exp Neurol,2012,235(1):152-161.

[24]McPhail LT,Stirling DP,Tetzlaff W,et al.The contribution of activated phagocytes and myelin degeneration to axonal retraction/dieback following spinal cord injury[J].Eur J Neurosci,2004,20(8):1984-1994.

[25]Ramon-Cueto A,Cordero MI,Santos-Benito FF,et al.Functional recovery of paraplegic rats and motor axon regeneration in their spinal cords by olfactory ensheathing glia[J].Neuron,2000,25(2):425-435.

[26]伍軍,方方,陳風華,等.神經(jīng)干細胞移植治療脊髓橫斷損傷的研究[J].中國醫(yī)學(xué)工程,2005,13(4):337-340.

[27]Zhou L,Shine HD.Neurotrophic factors expressed in both cortex and spinal cord induce axonal plasticity after spinal cord injury[J].J Neurosci Res,2003,74(2):221-226.

[28]Bradbury EJ,Moon LD,Popat RJ,et al.Chondroitinase ABC promotes axon regeneration and functional recovery following spinal cord injury[J].Nature,2002,416:636-640.

[29]Raineteau O,Fouad K,Bareyre FM,et al.Reorganization of descending motor tracts in the rat spinal cord[J].Eur J Neurosci,2002,16(9):1761-1771.

[30]Yoshimura K,Ueno M,Lee S,et al.c-Jun N-terminal kinase induces axonal degeneration and limits motor recovery after spinal cord injury in mice[J].Neurosci Res,2011,71(3):266-277.

[31]Shim SO,Cafferty WB,Schmidt EC,et al.PlexinA2 limits recovery from corticospinal axotomy by mediating oligodendrocyte-derived Sema6A growth inhibition[J].Mol Cell Neurosci,2012,50(2):193-200.

[32]You J,Hong SQ,Zhang MY,et al.Passive immunization with tenascin-R(TN-R)polyclonal antibody promotes axonal regeneration and functional recovery after spinal cord injury in rats[J].Neurosci Lett,2012,525(2):129-134.

[33]McKay WB,Stokic DS,Dimitrijevic MR.Assessment of corticospinal function in spinal cord injury using transcranial motor cortex stimulation:a review[J].J Neurotrauma,1997,14(8):539-548.

[34]Ferguson IA,Koide T,Rush RA.Stimulation of corticospinal tract regeneration in the chronically injured spinal cord[J].Eur J Neurosci,2001,13(5):1059-1064.

[35]Stirling DP,Khodarahmi K,Liu J,et al.Minocycline treatment reduces delayed oligodendrocyte death,attenuates axonal dieback,and improves functional outcome after spinal cord injury[J].J Neurosci,2004,24(9):2182-2190.

[36]Thomas SL,Gorassini MA.Increases in corticospinal tract function by treadmill training after incomplete spinal cord injury[J].J Neurophysiol,2005,94(4):2844-2855.

[37]白金柱,洪毅,關(guān)驊,等.經(jīng)顱磁刺激同步踏車訓(xùn)練在胸腰段脊髓損傷治療中的應(yīng)用[J].中國脊柱脊髓雜志,2010,20(9):707-710.

[38]Feng SQ,Zhou XF,Rush RA,et al.Graft of pre-injured sural nerve promotes regeneration of corticospinal tract and functional recovery in rats with chronic spinal cord injury[J].Brain Res,2008,1209:40-48.

[39]Busch SA,Hamilton JA,Horn KP,et al.Multipotent adult progenitor cells prevent macrophage-mediated axonal dieback and promote regrowth after spinal cord injury[J].J Neurosci,2011,31(3):944-953.

[40]Yang P,Wen H,Ou S,et al.IL-6 promotes regeneration and functional recovery after cortical spinal tract injury by reactivating intrinsic growth program of neurons and enhancing synapse formation[J].Exp Neurol,2012,236(1):19-27.

[41]Blackmore MG,Wang Z,Lerch JK,et al.Krüppel-like Factor 7 engineered for transcriptional activation promotes axon regeneration in the adult corticospinal tract[J].Proc Natl Acad Sci U SA,2012,109(19):7517-7522.

[42]Hill CE,Brodak DM,Bartlett Bunge M.Dissociated predegenerated peripheral nerve transplants for spinal cord injury repair:a comprehensive assessment of their effects on regeneration and functional recovery compared to Schwann cell transplants[J].J Neurotrauma,2012,29(12):2226-2243.

[43]Ishii H,Jin X,Ueno M,et al.Adoptive transfer of Th1-conditioned lymphocytes promotes axonal remodeling and functional recovery after spinal cord injury[J].Cell Death Dis,2012,3:e363.

[44]Starkey ML,Bartus K,Barritt AW,et al.Chondroitinase ABC promotes compensatory sprouting of the intact corticospinal tract and recovery of forelimb function following unilateral pyramidotomy in adult mice[J].Eur J Neurosci,2012,36(12):3665-3678.

[45]Floriddia EM,Rathore KI,Tedeschi A,et al.p53 regulates the neuronal intrinsic and extrinsic responses affecting the recovery of motor function following spinal cord injury[J].J Neurosci,2012,32(40):13956-13970.

[46]Cheng H,Cao Y,Olson L.Spinal cord repair in adult paraplegic Partial restoration of hind limb function[J].Science,1996,273(5274):510-513.

Corticospinal Tract after Spinal Cord Injury(review)

ZHANG Hua,BAI Jin-zhu.Department of Spine and Spine Cord Surgery,Beijing Bo'ai Hospital,China Rehabilitation Research Center,Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine,Beijing 100068,China

Spinal cord injury causes motor dysfunction below the level of damage plane,that due to the interruption of descending tracts passing movement instruction from the brain to the spinal cord.The main tract is the corticospinal tract which dominate the extremity motor function.The regeneration of the corticospinal tract or functional remodeling after spinal cord injury is anatomical pathology basis of promoting recovery of extremity motor function.This article discussed the anatomical knowledge of the corticospinal tract and previous classic methods of promoting corticospinal tract axon regeneration and repair and the latest research progress,in order to help the clinical treatment.

spinal cord injury;corticospinal tract;axons;regeneration;review

[本文著錄格式]張華，白金柱.脊髓損傷后皮質(zhì)脊髓束的相關(guān)研究進展[J].中國康復(fù)理論與實踐,2013,19(4):349-353.

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.04.008

1.國家自然科學(xué)基金青年基金(No.30801222)；2.北京市科技新星計劃(No.2007B070)。

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院脊柱脊髓外科，北京市100068。作者簡介：張華(1988-)，女，安徽亳州市人，碩士研究生，主要研究方向：脊髓損傷。通訊作者：白金柱。

R651.2

A

1006-9771(2013)04-0349-05

2012-09-17

2012-11-12)

·臨床研究·