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背景神经源性膀胱(Neurogenic bladder,NB)是由于支配膀胱和尿道的中枢或周围神经系统病变所致的排尿功能障碍。其病因及临床表现复杂多样,是世界性的医学难题。随着患病时间的延长,多数NB患者会出现不同程度的膀胱纤维化。文献报道膀胱纤维化是影响NB疗效的重要因素。因此,加强对NB纤维化发生机制的研究,寻找预防和延缓其发生和发展的方法,得到越来越多临床医生和研究者的关注。NB纤维化的病理生理改变是大量细胞外基质(Extracellular matrux,ECM)沉积。因此,探索如何抑制NB病程中ECM的大量生成,可能有助于预防NB纤维化的发生并延缓其进展。转化生长因子β1(Transforming growth factor-β,TGF-β1)及TGF-β1/Smad信号通路已被证实是组织器官纤维化病变的关键因素。此信号通路在大鼠膀胱出口部分梗阻模型所致的膀胱纤维化中的作用已有文献报道,但其在NB纤维化中的表达规律还未见报道。SB431542是一种小分子抑制剂,其通过抑制激活素受体样激酶(Activin receptor-like kinase,ALK)4,5和7的激活,从而阻断Smad2/3的磷酸化过程。研究发现SB431542在肺、肾脏和眼等器官中具有预防和延缓纤维化病变的作用,但其对NB纤维化是否有影响还未见文献报道。目的本研究通过横断大鼠腰骶部脊神经建立NB模型并使用SB431542进行干预,用以探讨TGF-β1/Smad信号通路与NB纤维化的关系以及SB431542对NB纤维化的影响。材料和方法1.随机将60只健康成年雌性SD大鼠,平均体重270±20g,分为假手术组(Sham group,SG,n=20)、脊神经横断组(Spinal nerve disconnection group,SNDG,n=20)、脊神经横断+SB431542干预组(Spinal nerve disconnection+SB431542 intervention group,SSIG,n=20)。SNDG和SSIG大鼠麻醉后,打开椎管暴露L5-L6椎间隙,并于该处横断马尾脊神经。SG大鼠打开椎管暴露L5-L6椎间隙,但不横断马尾脊神经作为假手术组。SSIG大鼠每隔3天腹腔注射SB431542(10mg/kg),SNDG和SG大鼠每隔3天腹腔注射SB431542助溶剂。2.分别于术后4周和8周,每组随机选取10只大鼠,在清醒状态下进行尿动力测定。然后留取各组大鼠的膀胱组织,拍照记录各组大鼠膀胱标本的大体形态,称取大鼠的膀胱湿重。一半膀胱组织进行HE、Masson和免疫组织化学染色,另一半膀胱组织用于对相关蛋白进行Western blot实验。3.统计学方法:使用SPSS20.0软件进行统计分析,计量资料用均数±标准差表示。符合正态分布的两组计量资料之间的比较使用独立样本t检验,三组及三组以上的比较采用单因素方差分析。P<0.05认为组间差异具有统计学意义。结果1.尿动力指标的测定结果:4周和8周时SNDG和SSIG大鼠膀胱最大测压容量显著高于SG大鼠(P<0.001)。4周时SG、SNDG和SSIG大鼠的膀胱漏尿点压力无差异;8周时SNDG大鼠的膀胱漏尿点压力高于SG和SSIG大鼠(P<0.001;P<0.01)。4周和8周时,SNDG和SSIG大鼠的膀胱顺应性均高于SG大鼠(P<0.001);8周时,SNDG大鼠的膀胱顺应性低于SSIG大鼠(P<0.01)。2.膀胱湿重及形态学的测定结果:4周和8周时SNDG大鼠的膀胱湿重高于SG和SSIG大鼠(P<0.001)。4周和8周时SNDG大鼠膀胱组织的异常程度高于SG和SSIG大鼠。4周和8周时SNDG大鼠的膀胱壁厚度高于SG和SSIG大鼠(P<0.001)。3.膀胱组织纤维化指标的测定结果:4周和8周时,SNDG大鼠的膀胱纤维化程度和面积均高于SG和SSIG大鼠(P<0.01)。4周和8周时SNDG大鼠Collagen I和III的免疫组化染色强度、平均IOD值和相对表达量均高于SG和SSIG大鼠(P<0.001)。4.TGF-β1/Smad信号通路相关蛋白表达的测定结果:4周和8周时SNDG和SSIG大鼠TGF-β1的免疫组化染色强度、平均IOD值和相对表达量均高于SG大鼠(P<0.001)。4周和8周时SNDG大鼠P-Smad2的免疫组化染色强度、平均IOD值和相对表达量均高于SG和SSIG大鼠(P<0.001)。结论1.通过横断大鼠L6平面脊神经可以成功建立低反应性NB模型,随着建模时间的延长膀胱逐渐纤维化。2.NB大鼠膀胱纤维化与TGF-β1/Smad信号通路的激活相关。3.SB431542通过阻断TGF-β1/Smad信号通路对NB大鼠膀胱纤维化有一定的延缓作用。