《IBRO Neuroscience Reports》：Penetrating spinal cord injury transiently inhibits responsiveness to touch in mice
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脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种破坏性的脊髓机械性创伤。研究人员近期发现，从脊髓背侧向腹侧刺入细针会干扰小鼠的自发运动。然而，尚不清楚在负责感觉功能的脊髓背侧进行穿透性SCI是否会改变感觉刺激后的运动行为。在本研究中，研究人员分
脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种破坏性的脊髓机械性创伤。研究人员近期发现，从脊髓背侧向腹侧刺入细针会干扰小鼠的自发运动。然而，尚不清楚在负责感觉功能的脊髓背侧进行穿透性SCI是否会改变感觉刺激后的运动行为。在本研究中，研究人员分别对小鼠进行了脊髓中线或背外侧区域的穿刺。利用这些小鼠，研究人员评估了其在触觉和热刺激后的缩爪反应以及运动能力。在中线和背外侧区域进行穿透性SCI的小鼠表现出正常的Basso小鼠量表（Basso Mouse Scale, BMS）评分和横梁行走测试得分。此外，这些小鼠在旷场中的运动也未受影响。同时，研究人员发现，接受中线和背外侧穿刺的小鼠在热板上的热刺激反应未发生改变。然而，在经历中线和背外侧穿刺后，小鼠对静态和动态触摸的缩爪反应均被短暂抑制。该模型是研究脊髓内特定、离散区域或传导束损伤的功能和病理后果的有价值工具。
论文解读文章
1. 研究背景与目的
脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种严重的机械性创伤，其主要病因包括交通事故等，常导致患者运动、感觉和膀胱功能障碍。相较于挫伤型SCI，由利器（如刀刺）引起的穿透性SCI（Penetrating SCI）在临床上虽相对罕见，但住院时间长，其病理生理机制和治疗策略的研究同样至关重要。已有研究建立了小鼠穿透性SCI模型，将细针从背侧插入至腹侧，发现这会影响小鼠的自发运动。然而，这些研究主要关注的是控制运动的腹侧区域。感觉功能主要由脊髓背侧区域负责，但针对性地损伤该区域（尤其是不同亚区）如何影响感觉刺激后的运动反应，此前尚未得到验证。因此，本研究旨在探究分别损伤脊髓背侧中线区域（包含皮质脊髓束和背柱）和背外侧区域（包含背角和脊髓丘脑束的一部分）后，小鼠对触觉和热刺激的行为反应变化。
2. 主要技术方法
研究人员使用了成年ICR小鼠（购自日本SLC公司），并将其随机分为假手术组、中线穿透SCI组和背外侧穿透SCI组。手术在T8或T9椎体水平进行，使用33号针头（直径约0.21 mm）垂直刺入脊髓，深度为0.6 mm。随后，通过一系列标准化的行为学测试评估小鼠的运动和感觉功能，包括：
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运动功能评估：采用Basso小鼠量表（Basso Mouse Scale, BMS）评估地面行走能力；采用横梁行走测试评估精细运动协调性；采用旷场实验量化自主活动能力。
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感觉功能评估：采用热板实验评估热痛觉；采用软毛刷刺激后肢足底，分别记录动态触摸（轻抚）和静态触摸（垂直按压）后的缩爪频率。
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组织学分析：在术后1周处死小鼠，取脊髓进行苏木精-伊红染色和Luxol固蓝染色，观察组织空腔形成和髓鞘密度变化。
3. 研究结果
3.1. 使用细针建立小鼠背侧穿透性SCI模型
研究人员成功建立了两种背侧穿透性SCI小鼠模型。根据小鼠脊髓解剖特点，将针精确插入脊髓背侧中线（深0.6 mm，预期影响背柱和皮质脊髓束）或双侧背外侧（距中线0.6 mm，深0.6 mm，预期影响背角外侧和部分脊髓丘脑束）。
3.2. 背侧穿透性SCI不影响运动功能
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BMS与横梁行走测试：在所有时间点，假手术组、中线穿透组和背外侧穿透组小鼠的BMS评分和横梁行走测试得分均为满分，表明这两种穿透性损伤并未损害小鼠的基本运动和平衡能力。
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旷场实验：各组小鼠在总移动距离、总运动时长、每次运动距离、每次运动时长和运动次数等指标上，术前与术后各时间点相比均无显著差异。这表明背侧穿透性SCI不改变小鼠的自发探索活动。
3.3. 背侧穿透性SCI改变了小鼠对轻触的反应性
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热板实验：所有组别小鼠在热板上的缩爪潜伏期均未因手术而发生改变，说明背侧穿透性SCI不影响热痛觉。
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动态触摸实验：假手术组小鼠的动态触摸缩爪频率术后无显著变化。而中线穿透组小鼠在术后1周和2周时，缩爪频率显著低于术前，但在3周和4周时恢复。背外侧穿透组小鼠在术后1、2、3周时缩爪频率均显著降低，至4周时恢复。
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静态触摸实验：假手术组小鼠在术后1周时静态触摸缩爪频率一过性下降，但2周后恢复正常。中线穿透组小鼠在术后2周时缩爪频率显著低于术前，之后恢复。背外侧穿透组小鼠则在术后3周时才出现显著的缩爪频率下降，并于4周后恢复。
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相关性分析：在SCI小鼠中，术后4周时的旷场总移动距离与动态或静态触摸的缩爪频率之间均无显著相关性，排除了运动功能本身对触觉实验结果的影响。
3.4. 部分穿透性SCI小鼠出现空腔形成
组织学检查发现，术后1周时，部分中线穿透（2/4只）和背外侧穿透（2/3只）小鼠的脊髓背柱和背外侧白质区域出现了空腔，周围伴有淋巴细胞为主的炎性细胞浸润。Luxol固蓝染色显示，空腔附近的背柱区域髓鞘密度降低，而背外侧白质的髓鞘密度变化不明显。值得注意的是，并非所有受伤小鼠都出现空腔，提示个体间存在差异。
4. 讨论与结论
本研究证实，对小鼠脊髓背侧中线或背外侧进行精细穿刺，不会影响其基本运动功能和热痛觉，但会特异性地、可逆地抑制其对轻触（动态和静态）的反应性。这一现象可能源于损伤影响了特定的感觉传导通路：中线穿刺可能干扰了负责精细触觉传递的背柱系统；而背外侧穿刺则可能影响了背角中整合触觉信息的中间神经元或部分脊髓丘脑束。尽管组织学上观察到空腔和脱髓鞘，但这些形态学变化与触觉功能障碍之间并非简单的因果关系，因为功能异常是短暂的且在部分无空腔形成的小鼠中也存在。研究人员认为，中枢神经系统的代偿机制（如突触发芽）可能是触觉反应在4周内自发恢复的原因。
研究结论：本研究成功建立了一种能够特异性、暂时性抑制小鼠对轻触反应但不影响运动和热痛的背侧穿透性SCI模型。该模型对于研究脊髓特定区域损伤后感觉功能障碍的机制以及开发新的治疗策略具有重要意义，尤其契合临床中穿透性SCI患者感觉障碍难以恢复的难题。
