多角度驗證:PRP 如何全面促進神經修復
2020年,一篇發表在《npj Regenerative Medicine》期刊上的研究顯示,血小板濃度為全血 4.5 倍的PRP可以顯著刺激許旺細胞的增殖和分泌,促進神經修復。而濃度過高反而會抑制許旺細胞增殖。特別的是,這個研究採用了多種技術,從細胞形態學、組織學、多種超音波影像學……等角度,綜合觀察神經修復的相關證據。
PRP對許旺細胞數量與生長因子的影響
這個研究使用超音波導引,將不同濃度的PRP精準注射在坐骨神經受損的兔子患部,分為對照組、1.5倍、2.5倍、4.5倍、6.5倍,一共五組,然後進行一系列的觀察。
首先是許旺細胞的數量。研究人用特殊染色法將許旺細胞染色,並且計算不同濃度PRP下,各組注射3天、5天後的許旺細胞數量。結果顯示4.5倍組的許旺細胞數量都是最多的。
許旺細胞數量最多,就帶表修復神經的效果最好嗎?研究團隊也想到了這個問題,因此,他們也量測了許旺細胞會分泌的幾項生長因子,包括:NGF-β (神經生長因子-β)、VEGF (血管內皮生長因子)、GDNF (膠質細胞源性神經營養因子),都是4.5倍組最高,與許旺細胞數量的結果一致。
PRP對神經細胞形態學與組織學特性的影響
有了細胞和生長因子,接下來,研究人員想確認神經是否真的被修復了。他們使用超音波來檢測神經的「粗細、硬度(Stiffness)、和周邊的血流灌注」。
神經受損後會有腫脹、直徑變粗的現象。研究人員以超音波測量坐骨神經的粗細,發現在注射12 週後,4.5 倍組相對於其他組別有明顯減少。
膠原蛋白是一種纖維蛋白,是細胞外基質的主要成分,在組織修復過程中扮演重要角色。神經受損後不只會腫脹,也會因為膠原蛋白數量增而纖維化,質地也會因此失去彈性而變硬。研究人員以剪力波彈性超音波測量坐骨神經的硬度(Stiffness),發現 12 週後,4.5 倍組的硬度也是最低的,可能表示組織修復狀況較佳。
「Masson’s Trichome染色法」是一種組織學染色方法,可以將膠原蛋白染成藍色,肌纖維染成紅色,紅血球染成橘紅色。為了進一步驗證神經硬度的變化與膠原蛋白的關聯性,研究人員使用 Masson’s Trichome染色法來觀察和量化神經組織中,膠原蛋白的面積佔比。結果顯示,4.5倍組的膠原蛋白佔坐骨神經的面積是最低的。這與超音波測得的硬度結果一致,都顯示4.5倍組的神經可能修復狀況最佳。
心思細膩的研究人員對於神經纖維的組織學觀察不只於此,他們使用N200染色來觀察神經纖維的排序狀況。N200 (Neurofilament 200) 是一種修復中的神經纖維會表達的蛋白質。透過染色N200蛋白,可以觀察修復中神經纖維的排列狀況。理論上,修復良好的神經纖維排列會較有序,而研究結果顯示,所有PRP介入後12週,4.5 倍組的纖維排列最整齊,6.5倍組其次。
總結來說,這些結果都指向:4.5 倍濃度的PRP可以透過減少膠原蛋白的堆積,促進神經纖維的有序再生,增加神經的修復品質,表現為神經粗細、硬度方面的改善。
PRP對神經周邊血流與新生血管的影響
神經的修復除了本身的條件之外,良好的周邊環境,尤其是血流供應,也是非常重要的。除了結構上的觀察,研究團隊也探討了PRP如何影響神經周邊的血流灌注。他們使用了「對比增強超音波 (CEUS)」的技術,透過一種名為SonoVue的超音波專用顯影劑,來評估坐骨神經周邊的微循環狀況。結果顯示,兩項可以代表神經周邊微循環狀況的數值,4.5和 6.5 倍組都明顯較高,表示這兩組的血液灌流明顯較好。
研究團隊還進一步使用了一種「VEGF染色」技術,來觀察新生血管。VEGF(血管內皮生長因子)是有助神經修復的許旺細胞所分泌的主要生長因子之一,能促進血管新生,為神經修復提供養分。「VEGF染色」能將VEGF蛋白染成紅色,研究人員因此能觀察到帶有VEGF的新生血管,並依此評估新生血管數量。
結果顯示,4.5倍組的神經周邊血管密度較高。同時,代表新生血管狀態的 「VEGF光學密度」與代表血流灌注的兩項數值之間,呈現正向線性關係。這些都進一步證實了 PRP 可以促進血管再生。
研究人員對神經髓鞘再生與肌肉修復的觀察
在研究了一些比較微觀的細節之後,研究團隊沒有停下來,繼續觀察了一些足以佐證神經修復的成果,包括:用電子顯微鏡觀察神經髓鞘的生長狀態、用超音波量測坐骨神經所支配的肌肉生長狀況。
研究人員用電子顯微鏡觀察PRP注射12週後的「神經髓鞘生長狀態」。結果顯示,4.5倍、6.5倍組的髓鞘密度、直徑顯著較高,厚度則沒有顯著差異。
研究人員接著用超音波觀察PRP注射12週後的「腿後肌生長狀態」。結果顯示各組腿後肌皆有明顯萎縮的現象,超音波上的表現包括:肌肉紋理特徵模糊、厚度減少……等等。
其中,4.5倍組在量測肌肉硬度(Stiffness)時,顯著低於其他受傷組,顯示修復狀況較佳、較有彈性。同時,4.5倍組也有更大的肌纖維橫截面積,和更少的膠原蛋白生成。顯示該組肌肉組織增加較多、纖維化程度較低,整體恢復較好。
結論
總結來說,這個研究告訴我們,PRP結合超音波導引注射,有機會促進周邊神經損傷的修復。其中4.5倍濃度的PRP,從很多方面來看可能都是較佳的濃度選擇。有機會透過促進許旺細胞增殖並分泌更多生長因子,促進血管新生,增加神經周邊血流以促進髓鞘再生、加速神經修復,並減少神經的纖維化。
參考資料:
Yaqiong Zhu et al. Ultrasound-guided platelet-rich plasma injection and multimodality ultrasound examination of peripheral nerve crush injury. NPJ Regen Med . 2020 Nov 20;5(1):21. doi: 10.1038/s41536-020-00101-3.
原文連結:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33298932/