35萬個從脊髓中產(chǎn)生的軸突的10%是運動神經(jīng)，用來支配人體上肢運動。在所有的神經(jīng)中，感覺神經(jīng)軸突的數(shù)量與運動神經(jīng)軸突數(shù)量比例至少為9：1。當遠端肢干運動時，只有1700個運動軸突支配著手部運動，所以感覺神經(jīng)可能發(fā)揮更主要的作用。

人體手部的靈活運動來源于運動神經(jīng)和感覺神經(jīng)的相互配合相互作用。這種交互性尤其突出的體現(xiàn)在感覺信號通路受損的病人中，導(dǎo)致視覺神經(jīng)受損的情況下同樣肢體無法正常活動。傳出神經(jīng)軸突和傳入神經(jīng)軸突是外周神經(jīng)主要的兩個神經(jīng)元成分。傳入軸突是通過突觸傳遞，能從皮膚感受器將所接受到的信息傳遞到脊髓和大腦，激活某些腦區(qū)而引起感覺。傳出神經(jīng)也叫運動神經(jīng)，把中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮傳到各個器官或外圍部分的神經(jīng)。

脊髓水平上，傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng)是分離的，但是一旦脊髓神經(jīng)形成，二者將會混合在一起。在人體手臂中，多數(shù)為雙向傳遞的感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)混合分布在臂叢神經(jīng)和末端神經(jīng)中。

盡管對臂叢神經(jīng)分支的解剖已經(jīng)有大量的研究，但對感覺和運動軸突的實際數(shù)量和分布知之甚少。尤其，控制人體肌肉的運動神經(jīng)元數(shù)量存在不確定性。這種不確定性來源于運動神經(jīng)元數(shù)量與肌肉控制準確性的關(guān)系上。定量化分析運動神經(jīng)和感覺神經(jīng)對周圍神經(jīng)的影響一直受到現(xiàn)有技術(shù)的限制。

早期的實驗包括人體腹側(cè)和脊髓背根水平的分析，使用蘇木精，伊紅和銀染色。后來研究集中在神經(jīng)纖維的形態(tài)學(xué)上，測量纖維直徑作為唯一的鑒別標準。然而，這種方法并不合適，因為α運動神經(jīng)元和I型傳入纖維將會隨著年齡的增加改變，所以只用形態(tài)學(xué)參數(shù)不能完全區(qū)分開。為了克服標準形態(tài)學(xué)參數(shù)分析的局限性，研究人員開始將去神經(jīng)支配術(shù)應(yīng)用在傳入神經(jīng)或傳出神經(jīng)的技術(shù)中。但是，去神經(jīng)支配術(shù)只能應(yīng)用在實驗動物中。隨后，參考了類似以上實驗動物數(shù)據(jù)的定量分析人類傳入神經(jīng)和傳入纖維數(shù)量的研究逐漸展開。

組織學(xué)技術(shù)的最新進展表明，利用乙酰膽堿酯酶活性在分子水平上來區(qū)分傳出神經(jīng)和傳入神經(jīng)。結(jié)果得出，膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(ChAT)僅在傳出神經(jīng)中表達。因為只有ChAT濃度很高的運動神經(jīng)元才能被標記。

根據(jù)其他研究，維也納醫(yī)學(xué)院整形外科Dr Bernhard先生團隊現(xiàn)在已經(jīng)確定了一種多克隆ChAT抗體，在周圍神經(jīng)系統(tǒng)水平上選擇性標記運動神經(jīng)。為了進一步定量分析人上肢的傳出神經(jīng)軸突和傳入神經(jīng)軸突的數(shù)量總和，他們在9例心臟跳動器官供者預(yù)先確定采集部位的神經(jīng)標本上應(yīng)用免疫熒光技術(shù)標記ChAT和神經(jīng)纖維(NF)。

利用奧地利TissueGnostics公司自動定量分析軟件計算神經(jīng)顯微（NF）陽性和 (NF和ChAT) 雙陽性的總數(shù)，通過這種方法我們首次記錄了整個臂叢神經(jīng)及其分支的感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)軸突數(shù)量和比例。此篇文章發(fā)表在Annals of Neurology雜志上。

實驗部分

利用TissueFax系統(tǒng)具備的通道聚焦功能，可以對AlexaFluor 568標記的NF進行聚焦并拍攝，并通過調(diào)節(jié)靈敏度閾值水平去除背景。由于樣本一小部分軸突存在自發(fā)熒光，可以通過短暫的藍色發(fā)射光照射進行漂白，并減少綠色通道的曝光時間，達到去除自發(fā)光的同時對綠色通道信號進行保護性采集。

在分析定量方面，利用StrataQuest軟件進行定量分析，比較了腹側(cè)脊髓根部（n = 3）的雙陽性軸突（ChAT和NF）和單陽性NF軸突的計數(shù)，以證明ChAT染色標記存在于所有運動軸突，其差異<1％（0.84±0.045）。

圖1：人類脊髓根部免疫熒光染色

E 使用抗ChAT和抗神經(jīng)纖維（NF）抗體的免疫熒光雙重染色，顯示脊髓腹側(cè)根的ChAT免疫反應(yīng)性和；F 缺乏脊髓背根的ChAT免疫反應(yīng)性。放大的區(qū)域（E中的白色矩形）以分離的單個熒光通道呈現(xiàn)，顯示G的NF陽性信號和H的ChAT陽性信號的共定位。綠色和紅色分別代表異硫氰酸熒光素（ChAT）和德克薩斯紅（NF）（由于紅色和綠色染色的重疊，ChAT陽性軸突顯示為黃色）

圖2 從臂叢根部到手腕水平的軸突定量分析數(shù)據(jù)