窒息导致心脏骤停大鼠模型中脊髓的选择性易损性

《Neuroscience Letters》：Selective vulnerability of the spinal cord in a rat model of asphyxia-induced cardiac arrest

摘要

心脏骤停（CA）后发生的脊髓损伤可导致毁灭性的神经系统缺陷，包括截瘫。尽管腰段脊髓损伤在临床上具有重要意义，但区域间比较仍然有限。本研究使用窒息性心脏骤停（ACA）大鼠模型，考察了胸段和腰段脊髓的区域相关易损性。成年雄性Sprague-Dawley大鼠接受假手术或ACA处理，从ACA恢复自主循环（ROSC）后24小时的后肢瘫痪存活大鼠中采集胸段和腰段脊髓组织。组织病理学分析显示，ACA后腰段脊髓存活的神经元数量显著少于胸段脊髓。腰段脊髓还表现出更高的BAX/BCL2比值和cleaved caspase-3表达，同时伴有NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化增加，包括p38、细胞外信号调节激酶（ERK）和c-Jun N端激酶（JNK）。ACA-L与ACA-T之间的探索性转录组比较鉴定了292个上调和187个下调的差异表达基因（DEGs）。富集分析表明，上调的DEGs与细胞外基质-受体相互作用、粘着斑、整合素信号转导和PI3K-Akt信号通路相关，而下调的DEGs与神经系统发育和髓鞘化相关。总体而言，这些发现表明在ROSC后24小时存在区域依赖性的分子和组织病理学改变，瘫痪的ACA存活大鼠腰段脊髓表现出更为显著的损伤相关炎症和凋亡相关特征。

章节摘要

意义声明

心脏骤停（CA）可导致神经系统缺陷，但脊髓对全身性缺血/再灌注损伤的区域性反应差异仍不清楚。在本研究中，腰段脊髓对ACA引起的损伤表现出比胸段脊髓更高的易感性。这种区域差异与神经元损伤、炎症和凋亡反应以及MAPK和NF-κB信号蛋白磷酸化增加有关。这些发现刻画了区域性的分子和

实验动物与伦理声明

雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠（n = 56；270-300 g）由韩国全北国立大学实验动物中心提供。它们饲养在常规设施中，在受控的温度（23 ± 2°C）和湿度（60 ± 10%）条件下，保持12小时光照/12小时黑暗周期。食物和水自由供应。所有实验方案均根据全北国立大学机构动物护理和使用委员会的伦理准则获得批准。

脊髓损伤影响窒息性心脏骤停（ACA）后的神经元

苯胺蓝（CV）染色显示，假手术组和ACA组之间胸段腹角（VH）的神经元形态或神经元轮廓计数无显著差异。相比之下，ACA动物的腰段VH与假手术动物相比，神经元轮廓数量显著减少（图2A和B）。与CV结果一致，NeuN显示胸段VH中NeuN?神经元轮廓无显著差异，而ACA动物的腰段VH则显著

讨论

在本研究中，在ACA/ROSC后24小时比较了大鼠的胸段和腰段脊髓组织（这些大鼠存在后肢瘫痪）。研究发现，瘫痪的ACA存活大鼠的胸段和腰段脊髓组织之间存在组织病理学和分子反应的区域差异。这种模式与ACA后截瘫相关，因为腰段脊髓包含后肢运动所需的运动回路。先前的研究报告了腰段脊髓神经元损伤和

CRediT作者贡献声明

Seung Hyun Lee：写作 – 审阅与编辑，项目管理，形式分析。Ha-Young Shin：写作 – 初稿，项目管理，形式分析，概念化。Ryun-Hee Kim：方法论，形式分析，概念化。Joonseok Lee：形式分析。Shiblee Sadik Sabuj：方法论，形式分析。In-Shik Kim：资源，方法论，形式分析，概念化。Dongchoon Ahn：方法论，形式分析。Hyun-Jin Tae：方法论，形式分析。So Eun

伦理批准和参与同意

所有动物实验均经全北国立大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）审查和批准（批准编号：NON2023-074）。所有涉及动物的操作均按照《实验动物饲养和使用指南》（第8版，美国国家科学院出版社，2011年）进行，并符合ARRIVE指南。

资金

本文由韩国国家自然科学基金（NRF）资助，由教育部和科学技术信息部提供资金（资助编号：RS-2025-00516468、RS-2023-00247813）；由韩国食品农业林业技术规划评价院（IPET）通过宠物产业技术开发项目资助，由农业食品农村事务部（MAFRA）提供资金（资助编号：RS-2022-IP322087

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

我们要感谢Editage（www.editage.co.kr）提供的英语语言编辑服务。

Seung Hyun Lee | Ha-Young Shin | Ryun-Hee Kim | Joonseok Lee | Shiblee Sadik Sabuj | In-Shik Kim | Dongchoon Ahn | Hyun-Jin Tae | So Eun Kim | Jae Chol Yoon | Jun Ho Lee | Byung-Yong Park