Immunohistochemical Study of Spinal Cord Injury Induced Neuropathic Pain with GABAergic Neural Stem Cell Transplantation Treatment

Abstract

Hintergrund und Zielsetzung: Eine Rückenmarksverletzung (SCI) führt häufig zu schweren neurologischen Ausfällen, wie Lähmungen, vegetativen Störungen und sehr oft auch zu ausgeprägten chronischen neuropathischen Schmerzen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass eine Beeinträchtigung des Gamma-Aminobuttersäure (GABA) -Hemmungssystems einer der Hauptmechanismen für die Zunahme von Schmerzen nach SCI ist. Wir haben in einem Rückenmark-Hemisektions-Rattenmodell untersucht, inwieweit eine GABAerge neurale Stammzelltransplantation (GNSCT) eine mögliche Reduktion chronischer neuropathischer Schmerzen bewirken kann. Methoden: In dieser Studie wurden 45 Sprague Dawley-Ratten in drei Gruppen eingeteilt (d. H. Gruppe "Sham", "SCI" und "SCI + GNSCT"). Ratten der "Sham" Gruppe erhielten lediglich eine Laminektomie, während bei den anderen Ratten der Gruppe "SCI" und "SCI + GNSCT" zusätzlich eine laterale dorsale Hemisektion des Rückenmarkes durchgeführt wurde. Eine Woche nach der ersten Operation wurde bei den Ratten der "Sham" Gruppe lediglich die spinale Wunde wieder eröffnet, während bei den Gruppen "SCI" und "SCI + GNSCT" entweder PBS- oder GABAerge neurale Stammzellen im Bereich der vormaligen Läsion transplantiert wurden. Acht Wochen später wurden alle Ratten geopfert und ihr Rückenmark zur weiteren Färbung extrahiert. Zur Beurteilung der Motorik der Ratten benutzten wir die Skala von Basso, Beattie und Bresnahan (BBB). Die Schmerzüberempfindlichkeit vor und nach der Operation untersuchten wir bei den Ratten mit einem elektronischen von Frey-Apparat. Zur Untersuchung der histopathologischen Veränderungen des Rückenmarks der Ratten verwendeten wir immunhistochemische (IHC) Verfahren. Ergebnisse: Die BBB-Werte für die Hinterbeine der Ratten erholten sich bei allen drei Gruppen und erreichten wieder Normalwerte. Acht Wochen nach Stammzelltransplantation hatte die Schmerzschwelle bei der Shamoperationsgruppe wieder einen Wert von 45,5 erreicht, bei der PBS-Transplantationsgruppe betrug der Wert 30 und bei der der Zelltransplantationsgruppe war der Wert auf 34,5 angestiegen. Die Ergebnisse der IHC zeigten höhere GABA- (P <0,05) und GAD-Werte (P <0,05) in der Gruppe "SCI + GNSCT" als in der Gruppe "SCI". Eine signifikante positive Korrelation konnte zwischen den Schwellenwerten des elektrischen von Frey-Tests und der GABA-Intensität beobachtet werden (r = 0,9544, n = 45, p <0,0001). Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied bei dem NeuN-Anteil zwischen der Gruppe "SCI" und "SCI + GNSCT" (P> 0,05). Außerdem wurde kein signifikanter Unterschied beim Iba-1-Anteil (P> 0,05) und dem GFAP-Anteil (P> 0,05) zwischen der Gruppe "SCI" und "SCI + GNSCT" festgestellt. Schlussfolgerung: In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass die GABAerge Stammzelltransplantation den SCI-induzierten neuropathischen Schmerz durch teilweise Wiederherstellung der GABA-Hemmfunktion abschwächen kann. Die Ergebnisse hätten jedoch durch eine entsprechende präoperative Markierung der transplantierten Zellen noch deutlicher nachgewiesen werden können.