目的:通过建立大鼠脊髓半横断损伤模型,应用神经营养药物GM1对损伤大鼠进行腹腔注射,分析并评价其在脊髓损伤后神经功能恢复过程中的作用,探寻脊髓损伤后GM1给药的最佳时间窗,并讨论GM1对于损伤脊髓损伤修复作用的可能机制。方法:1、在显微镜下,利用自制的显微刀片右侧半横断切割损伤大鼠T10脊髓,建立脊髓半横断损伤模型。2、12周龄雄性Wistar大鼠126只,随机分为3组,即假手术组(只行椎板开窗,不行脊髓损伤)、对照组(生理盐水腹腔给药)、治疗组(GM1腹腔给药),除假手术组外均行脊髓半横断损伤,n=42。3、所有动物均选择7个时间点,即:术前1天、术后立即、术后1天、术后3天、术后7天、术后14天、术后28天,术后按照体重比一次给药,观察并记录大鼠的一般情况及BBB评分,持续至伤后12周。4、各组大鼠各时间点随机抽取3只,均于给药后2周,立体定向仪下,利用微量注射器行大脑感觉运动区BDA顺行示踪剂注射,并于注射BDA2周后取脊髓病理标本,快速冰冻后在荧光显微镜下观察损伤脊髓附近的神经轴突走行。5、除注射BDA大鼠外其余各组大鼠均进行4%多聚甲醛液心脏灌注,取损伤部位脊髓,进行HE、GFAP等染色。观察伤后脊髓形态、轴突再生、脊髓空洞、胶质瘢痕增生等改变。6、应用显微图像分析软件Image pro plus对BDA切片、GFAP切片,进行分析处理。采用t检验(student’s t-test)比较两组数据之间的差异性,用方差分析(analysis of variance,ANOVA)比较多组数据间的差异性,p＜0.05即认为差异具有统计学意义,p＜0.01即认为差异具有显著统计学意义。结果:1、大鼠脊髓半横断模型成功稳定,且伤口整齐,重复性好,损伤程度恒定,解剖定位准确,功能障碍亦确定,便于进行SCI的基础理论研究和神经生物学的研究。2、术前所有动物BBB评分均为21分,手术动物损伤后1天内均呈右下肢瘫痪,随后开始逐渐恢复,随着时间的推移各组动物评分均逐渐增加,但各组之间恢复的程度不同。伤后3d-2w这一阶段BBB评分增加速度最快,2w-5w这一阶段增速仍较快,伤后5w-8wBBB评分增幅逐渐缓慢,8w以后BBB评分不再明显改变。与对照组对比分析BBB评分变化可以看出:脊髓损伤后0-14天GM1给药,能够促进大鼠BBB评分增加,两者数据差别具有统计学意义(p＜0.05);脊髓损伤超过14天GM1给药,对大鼠BBB评分改变影响不大,两者数据差别没有统计学意义(p＞0.05)。假手术组动物各时间点BBB评分都为21分。3、BDA皮质脊髓束神经纤维顺行示踪结果显示,假手术组脊髓轴突显色清晰、着色均匀,各时间点没有变化,能够顺利通过T10段脊髓下行。对照组和治疗组损伤脊髓处可以看到较为明显的脊髓半横断痕迹,在损伤处有荧光显色剂浓集,对照组神经纤维极少突破损伤脊髓下行,术后≤2周内GM1给药动物神经纤维可以通过损伤脊髓下行,术后＞2周GM1给药组动物轴突下行不明显。伤后＞2周动物治疗组和对照组着色都不明显,差别没有统计学意义。4、GFAP在假手术组表达很少,各个时间点没有变化。脊髓损伤动物术后1～14天GFAP表达持续增加,对照组和GM1治疗组差别不明显。术后≤2周GM1给药组动物,在脊髓损伤2周以后GFAP表达开始减少,而对照组变化不明显,两者差别具有统计学意义。术后＞2周GM1给药组和对照组GFAP表达差别不大,但都呈增高表现。结论:1、显微镜下制作的Wistar大鼠T10段脊髓半横断模型,损伤程度恒定,解剖定位准确,功能障碍确定,重复性好。2、术后14天内GM1给药有助于脊髓损伤大鼠BBB运动功能评分增加,尤以术后7天内给药效果更好。术后＞2周GM1给药对动物运动功能恢复效果不明显。3、脊髓损伤早期应用GM1有助于再生轴突穿过损伤脊髓下行,应用BDA顺行示踪技术观察到神经轴突在脊髓内的走行,伤后＞2周应用GM1效果不明显。4、GM1腹腔给药能够减轻损伤大鼠脊髓半横断处GFAP的形成,缓解胶质瘢痕对神经功能恢复的物理阻碍。综上所述:GM1能够促进脊髓损伤后神经功能修复、促进轴突再生、减少胶质瘢痕的物理阻碍,有效时间窗为伤后2周,最佳时间窗为伤后1周。