大鼠脊髓向中央颈核和外侧颈核的投射：PHA—L顺行追踪研究

广东解剖学通报 1994年第 16卷第 2期 ． 7 L口‘7一 R 22’导 f 大鼠脊髓向中央颈核和外侧颈核的投射 — — PHA—L顺行追踪研究 高秀来 王伟 下松雄 - - — 一 、 一 (首都医科大学解剖学教研室 北京 100054 * 日本筑波大学解剖学教研室) [摘要] 将菜豆自细胞凝集素(PHA—L)分别拄^下颈髓、胸髓、腰髓和骶髓等不 同脊髓节段，顺行 追踪脊髓向中央颈核和外侧颈核的投射 。观察结果表明，脊髓不 同节段注^ PHA-L，在中央颈核和外侧 颈核均可见到标记末梢 比较各节段脊髓的投射分布 ，未能发现明显的定位关系．一侧脊髓灰质注^ ，在 两侧 中央颈核均观察到标记末梢 ，但主要见于同侧 I外侧颈核的标记末梢仅见于同侧。结果提示 ，各节段 脊髓均发出纤维投射到 同侧 中央颈核和外侧颈核。 [关键词] 中央颈核 i外懂f颈核IPHA—L顺行追踪 大 鼠 中 央 颈 核 (Central cervical nucleus CCN)是位于上颈段脊髓 (C1—3)中央管外 侧的一群细胞，外侧颈核(1ateral cervical nil． cleus，LCN)是位于上 颈段脊髓(c!一3)外 侧索后部的狭长灰质柱 自Rexed[1 首次描 述 CCN和 LCN 以来 ，人们对此进行 了大量 的研究 。一般认为，CCN是脊髓小脑束的重 要起源 细胞[2]，它发出越边纤维投射到小脑 皮质的特定区域 ]。LCN是脊颈丘脑束的重 要接替核，它发出纤维投射到对侧丘脑腹后 外侧核 。研究表明，CCN和 LCN均接受大 量的脊髓上行投射 ，但对于下位脊髓是否存 在向中央颈核和外侧颈核 的纤维投射，及投 射分布是否存在定位关系目前 尚存在不少争 论[5 。为此，本研究采用菜豆 白细胞凝集素 (phaseolus Vulgar[s leuc。 gglutinin，PHA — L)顺行追 踪技术，对大 鼠脊髓向 CCN和 LCN的投射进行系统的研究。 1 材料和方法 ’ 用成年 Wistar大 鼠 l1其，体重 200— 30。g，雌雄不拘。戊巴比妥钠 (6mg／100wt)腹 腔麻醉。做暴露脊髓不同节段(颈膨大、胸髓 、 腰膨大和骶髓)的手术。切除椎板，用注射针 头 洞 穿 硬 膜 ，通 过 微 玻 营 (内径 为 20— 30／~m)将 5 菜豆 白细胞凝集素(PHA—L， Vector)压力注入颈、胸、腰、骶髓的不 同节 段。其中两例为单例注入，其余均为驭测注 入，共 7～8点，总量为 0．8—1．2 1。动物存活 二周后在戊巴比妥钠深麻醉下灌杀 ，经升主 动脉先注入生理盐水 (25。)，继而注入 4 多 聚 甲 醛，内 含 0．05 戊 二 醛 的 固 定 液 (pH7．4)。灌注后取上颈髓(C1～3)和注射部 位的脊髓，并在固定液中后 固定 5—8小时， 之后置于 2O 蔗糖缓 j申液中过夜(4℃)。将 上颈段脊髓、脊髓注射段分别作 5O m冰冻 连续横切片 切片行 PHA—L免疫组织化学 反应(ABC法口])。先以正常兔血清前处理 1 小时(室温)，接着入抗 PHA—L羊血清 48 小时(1 t 2000，4℃)，洗净后再入生物素化 的兔抗羊血清 l小时 (室温 )，洗净后在 ABC 液中浸育 l小时(室温)，最后行 DAB成色反 应。切片分成=组裱片，其中一组行焦油紫复 染 。在 光 镜 下 观 察 切 片 并 用 绘 图 仪 (Olympus)描绘。 2 结 果 2．1 注射部位 对各例实验动物的脊髓切片镜下观察袁 103 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东解剖学通报 1994年第 l6卷第 2期 明，PHA—L注射部位均 由棕红 色的密集区 和棕 色弥散区组成。计有颈膨大 (C5～7)3 倒，胸髓 (T6—9)5例 ，腰膨大 (L2～3)3例 ， 骶髓(s2—3)2例 各倒注射部位的密集区主 要限定在脊髓灰质 内，并程度不同地扩散到 周边白质。其中 2例胸髓注入倒仅位于一侧 的灰质和部分白质内。 2．2一顺行标记 在上颈髓 (CL一3)横切片上，可清楚地 观察到标记纤维和标记末梢；标记纤维呈棕 红色 ，形似条索 ．标记束梢亦呈棕红色，形似 串珠样 中央颈 核(CCN)位于中央管外侧， 外侧颈核(I CN)位于外但4索后部(图 1)。不 同节段 脊髓注 入铡，CCN和 LCN均可见到 标记纤堆和标记末梢(图 2，3)，其多寡随注 射部位的不同而不同 CCN的标记束梢以颈 膨太和胸髓注入例较多，而腰膨大和骶髓注 入例丰H对较少。LCN的标记末梢以颈膨大和 腰 膨大 连入 倒较 多 ，而 胸髓 及骶 髓 注入例相 对较少 胸髓 单侧注入倒，CCN的标记束梢 主要 见于同侧 ，对侧偶见；LCN的标记末梢 仅见于同侧。脊髓不同节段注入饲在 CCN 和 LCN 的标记末梢未发现有明确 的定位关 系。拽们虹注意副于后角腹内侧部的内基核 (IBN)(髑 1)的脊髓投射 ，观察表明，仅颈澎 大存在 向 IBN的投射 (图 4)，其它脊髓节段 未见其投射。 3．1 有效注射部位 PHA—L顺行追踪技术 已广泛应用 于 神经柬路的追踪研究。这是因为PHA—L被 认为仅由摊经细胞所摄取 ，由过路神经纤维 摄取的可能性很小 ]，较其它顺行追踪技术 (溃变法、WGA—HRP等)更敏感、更准确。 本研究将 PHA—L分别注入大鼠颈膨大、胸 髓、腰膨大和骶髓等不同节段 ，顺行追踪大 鼠 脊髓 向 CCN和 LCN和纤维投射。从注射范 围看 ，注射部位的密集区复盖了脊髓灰质 ，仅 少量靳散到周边 白质 ，因而注射部位是有效 104 的。在我们先前的研究中(待发表●已排除了 过路的初级感觉传入纤维摄取 PHA—L的 可能性，因此本实验的结论是可信的。 3．2 脊髓向 CCN的投射 CCN作为脊髓 小脑束的重要起源细胞 已被人们所确信 ]，而向 CCN投射的传入系 统也因此引起人们的更大关注 先前的研究 认为 ，CCN接受颈神 经后根和前庭棱 (通过 内侧纵束)的传入，参 与小髓对机体平衡、姿 势和颈肌随意运动的调节0]。近年的研究证 实 ，CCN也接受来自颈膨太和上胸髓的上行 投射 ，而对于下位脊髓 (下胸髓、腰膨大和 骶髓 )是否存在向 CCN的投射 却有 不少疑 点。本实验观察到 ，向不 同脊 髓节段 注入 PHA—L，在 CCN均 可观察到标记末梢，较 为肯定地证 明，下位脊髓 电存在向 CCN 的 纤维投射；各脊髓节段向 CCN的投射也不 存在特定的定位分布趋势。本实验还观察到 ， CCN可能也接受来自对侧的脊髓上行投射， 这在以往的报道中均未提及。尽管脊髓存在 向 CCN的大量投射，但对其功能意义知之 甚少，还需进一步探讨 。 3．3 脊髓向 LCN的投射 LCN存在于大多数哺乳动物，是脊颈丘 脑束 (Spinocervicothalamie tract)这 一躯体 感觉传导路的重要接替核 已证实，LCN主 要接受同侧脊颈束的上行投射 传导皮肤的 痛觉和两点触觉。电生理研究认为 ]，LCN 神经元与躯体感受野存在某种定位关系 ：后 肢感受野与 LCN 的背外 侧区神经元相关 ， 前肢感 觉野与 LCN 的腹 内侧 区神经 元相 关 。而该论点是否有解剖基础还需证实。本 实验表明，不同脊髓节段注入 PHA—L，在 LCN均可观察到标记束梢；而其分布不存在 明确的定位特征。此结果与 Giesler等用溃变 技术的观察结果基本一致fs]。因此我们推测 ， 来 自不同脊髓节段的脊颈束是混杂在一起投 射到 LcN。 3．4 脊髓向 IBN的投射 内基 核 (internal hasiIar nudeus，IBN) 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东解剖学通报 1994年第 l6卷第 2期 是 位于上 颈髓 后 角腹 内侧部 的一 群核团Clo]。 IBN接收大量的颈神经初级感觉传人已被人 们所共识 。本研究确信 ．IBN还接受大量颈膨 太的上行投射 。这表明，IBN同时接受颈神经 的初级感觉传入和颈膨大的上行投射。目前 对于 IBN的投射 了解较少，已知道可投射到 丘脑底都 ，围此有必要对其纤维联系及功能 做进一步研究 。 (本文插图 见封二) 参 考 文 献 1．Rexed B．A c t0Ⅲ hjtectonic atlas of the spinal cord i【1 the cat．J Corn Neur0l，195,t．100：297 — 397 2．Snyder RL and Faull RLM ．A goraI~rafire study of the lleurons of origin of the spin0cerebellar af- ferents in the rat．eat and monkey．J Comp Neu rol，l 978，180{833— 852 3-Malsushlta M．Cerebellar projections ot"the㈣ 一 tra]cervical n~cleus in the rat：an anterograde tracing study．Neuroscl Res，1991，12：201— 21 6 4．M illar J． Topography and receptive fields of vettroposterolat ra1 tha】am Jc neurons excited by afferents projecting throught the dorsolateral fu— niculus of the spinal cord． Exp Neurol t 1973， 41：303— 313 5．W iksten B and Grant G．The centraI cervical nil— cleus in the cat．Exp Brain Res．1983．51：4O5— 4l2 6．Giesler GJ． Organization of the spinoeervi— cothalami~pathway in the rat．J Comp Neuro1． I988， 268}223— 233 7．Gerfen CR and Sawchenko PE． An anterograde neuroanatomieal tracing method： immunohis— tochemicM localization of an axonally transposed plant ]ectin· phaseolus vulgaris leucoagglutinin (PHA—L Brain Res，l984，290：21 9一 l38 8．M atsushita M and Tamami T． Spinoeerebellar projections from the central cervical neudeus in the cat．J Comp Neurol，L987．266：37g一 397 9．Craig AD and Tapper DN．Lateral cervical nude— us in the cat：functional organization and charac— teristics．J Neurophysio1．1978．41}1511— 1534 10．Torvik A．Af{erent connections to the sensorY trigeminal nuclei，the nucleus of the sulitary tract and adjacent structures：an experimental study in the rat．J Comp neuro】．1956．106：81— 141 1O5 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东解剖学通报 l994年第 l6卷第 2期 Spinal Projections to the Central Cervical Nucleus and the Lateral Cervical Nucleus in the Rat：PH A～ L Anterograde Tract Tracing Study Gao Xiulai W ang wei M atsuo M atsushita (Department ot Anatomy，Capital University of Medicine，IMijing 100054 * Department o{Anatomy，University of Tsukuba．Japan) Abstraet Spinal projections to the central cervical nucleus and the lateral cervical nu— cleus were studied by using anterograde transport of PHA-L in the rat．The eft— largement，thoracic，lumber enlargement and sacral segments of the spinal cord were injected．Experimental results showed that the labeled terminals were seen in the CCN and the LCN after injecting PHA-L into the various segments of the spinal cord and nodistinet topographical differences were found vchen comparing the different projection pattern．The labeled terminals were observed in the bi— lateral CCN with an evident ipsilateral prodominance and in the ipsilateral I CN after injecting in the spinal gray matter on ofte side．The present study suggests that segments of the spinal cord project to the ipsilateral central cervical nucleus and the lateral cervical nucleus． Key words：central cervical nucleus；lateral cervical nucleus；PHA—L：anterograde tract tracing；rat lO6 I 维普资讯 http://www.cqvip.com