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人髓核软骨样细胞的生物学特性观察
目的:探讨人髓核软骨样细胞的生物学特性,为组织工程椎间盘种子细胞的选取提供依据.方法:髓核组织取材于3例脊柱侧凸行前路矫形手术者(年龄11～13岁),依次用0.25%胰蛋白酶和0.2%Ⅱ型胶原酶分离髓核细胞,用含10%胎牛血清(FBS)的F12培养液培养细胞,取传1～7代次细胞进行光镜、电镜检查,观察细胞形态学改变,对细胞计数、二甲基噻唑二苯基四唑溴盐(MTT)摄取进行比较,通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)测定细胞的聚集蛋白聚糖(Aggrecan)、Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白信使RNA(mRNA)的表达情况.结果:体外培养条件下,传3代之前的细胞形态正常,胞浆丰富;传4代起.部分细胞的形态逐渐向长梭形演化.与传1代细胞相比,传2、3代细胞数量增殖无明显减缓(P>0.05),传4代细胞第4天开始生长减慢(P<0.05),传5Ⅰ7代细胞第2天即较转1代细胞数量明显减少(P<0.05).传1Ⅰ3代细胞的MTT摄取吸光度值差异无统计学意义(P>0.05),和传1代相比,传4代具有统计学差异(P<0.05),传5Ⅰ7代的差异更显著(P<0.01).聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原在传3代之前各代次的mRNA表达量间无统计学差异(P>0.05),和传1代相比,Ⅱ型胶原从第4代起表达量显著下降(P<0.05),聚集蛋白聚糖从第5代起表达量显著下降(P<0.05),而从传5代起髓核软骨样细胞开始表达Ⅰ型胶原:结论:髓核细胞传代后前3代细胞形态良好,增殖能力强,聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原mRNA表达良好,适合作为组织工程椎间盘的种子细胞.
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白细胞介素-1受体拮抗剂对兔椎间盘髓核前列腺素和5-羟色胺代谢的影响
目的:研究白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1Ra)对兔椎间盘髓核前列腺素E2(PGE2)、前列腺素F1α(PGF1α)和5-羟色胺(5-HT)代谢的影响.方法:取日本大白兔椎间盘髓核,制成匀浆后进行髓核组织的体外培养,观察不同浓度IL-1Ra和同一浓度IL-1Ra不同培养时间培养液中PGE2、PGF1α和5-HT的含量.结果:IL-1Ra(100、200、400ng/ml)实验组较对照组培养液中PGE2、PGF1α和5-HT的含量显著减少(P＜0.01),呈现明显的浓度依赖性;IL-1α(2.0ng/ml)组和IL-1Ra(200ng/ml)组随培养时间延长,PGE2、PGF1α和5-HT的含量增加,每个时间段实验组与对照组浓度之差的差异有显著性意义(P＜0.01).结论:IL-1Ra可以拮抗IL-1α对椎间盘髓核细胞PGE2、PGF1α和5-HT合成的促进作用,呈现明显的浓度依赖性.IL-1Ra可以较长时间拮抗IL-1α生物学作用,但本实验未能证明此作用具有时间依赖性.
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磷酸化丝裂原活化蛋白激酶在大鼠髓核源性背根神经节炎性损伤中的变化
目的:观察背根神经节磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(p-p38MAPK)表达的变化与非压迫性髓核所致的炎性反应及病理性神经痛的关系.方法:选择成年SD雄性大鼠54只随机分为假手术组(18只)和模型组(36只).模型组在左L5神经背根神经节(DRG)应用自体髓核组织移植建立大鼠非压迫性腰椎间盘突出模型,假手术组应用自体肌肉移植.测量各组大鼠术前至术后21d时左后肢50%机械性撤足阈值(50%PWT)以测定机械痛敏的变化,假手术组术后7d及模型组术后7d、14d、21d取左L5 DRG分别进行HE染色观察组织学变化和免疫组化法测定环氧化酶-2(COX-2)与p-p38MAPK的阳性细胞比率.结果:假手术组50%PWT术后无明显变化,模型组术后7d时出现明显的50%PWT下降损伤,术后14d达低值,术后21d部分恢复.假手术组术后7d时DRG无明显组织损伤,COX-2和p-p38MAPK微弱表达.模型组术后7d时DRG组织损伤严重,COX-2、p-p38MAPK高表达;术后14d时组织损伤进一步加重,COX-2、p-p38MAPK表达更高;术后21d时组织损伤减轻,COX-2、p-p38MAPK表达减弱.结论:背根神经节p-p38MAPK的表达与非压迫性髓核所致炎性反应和病理损伤及病理性神经痛的变化密切相关.
关键词： 髓核 p38丝裂原活化蛋白激酶 背根神经节 炎性损伤 病理性神经痛 -
白细胞介素-1α在髓核源性神经根性疼痛中的作用
目的:探讨白细胞介素-1α(IL-1α)是否参与髓核突出所致的坐骨神经疼痛的产生.方法:将大鼠自体尾椎的髓核无压迫下放置在L4和L5神经根表面,在术后不同时间测量大鼠后足对机械刺激敏感性的变化,同时用免疫组化方法对移植髓核中的IL-1α进行检测.结果:在无明显机械压迫的情况下,大鼠腰神经根上放置自体髓核后,术侧后足可产生明显机械刺激痛觉过敏;实验组大鼠移植髓核组织中IL-1α免疫组织化学染色阳性.结论:髓核组织的生物学作用是引起腰腿痛的重要因素,炎性介质IL-1α可能参与疼痛的发生.
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兔髓核组织中BNIP3表达与椎间盘退变的关系
目的:探讨兔椎间盘髓核组织中BNIP3表达量与椎间盘退变的相关性.方法:健康1月龄新西兰白兔24只,随机分为4组,每组6只.在每只动物的L4/5、L5/6和L6/7椎间盘进行纤维环穿刺术,建立椎间盘退变模型,作为实验椎间盘；穿刺椎间盘近端3个椎间盘(L1/2、L2/3、L3/4)作为正常对照椎间盘.分别于术后即刻、2、4、8周对椎间盘进行MRI及组织学评分,应用Real-time PCR定量检测髓核组织BNIP3 mRNA表达,免疫组织化学染色半定量髓核组织BNIP3表达,同时分析同一椎间盘BNIP3表达与MRI评分、组织学评分之间的相关性,并与正常椎间盘进行对照.结果:正常及手术后即刻实验椎间盘在MRI T2加权像上呈高密度,评分为1.0±0.0；手术后2周实验椎间盘信号呈不均一的高密度,评分为2.9±0.4；手术后4周实验椎间盘信号呈不均一中低密度,评分4.2±0.3；手术后8周实验椎间盘信号呈低密度,评分4.9±0.1,各时间点MRI评分比较有显著性差异(P＜0.05).组织学染色显示正常及手术后即刻椎间盘结构整齐,髓核与纤维环交界清晰,组织学评分4.0±0.0；手术后2周实验椎间盘纤维环出现小裂隙,髓核与纤维环交界轻度不清,组织学评分7.5±0.2;手术后4周实验椎间盘纤维环出现较大裂隙,髓核与纤维环交界中度不清,组织学评分10.0±1.0;手术后8周实验椎间盘正常结构丧失,髓核组织纤维化,组织学评分11.8±0.2,各时间点间组织学评分比较有显著性差异(P＜0.05).手术后即刻、2周、4周及8周实验椎间盘BNIP3 mRNA表达是正常组的1.0±0.3倍、2.0±0.1倍、2.8±0.3倍和4.2±0.2倍,与椎间盘MRI退变评分呈显著性正相关(r=0.92,P＜0.01).正常及手术后即刻实验椎间盘髓核组织BNIP3灰度值分别为55.3±6.2和60.7±4.4;而手术后2周、4周及8周实验椎间盘分别为150.4±13.4、176.0±35.1和173.6±7.9,其灰度值与椎间盘组织学评分呈显著性正相关(r=0.92,P＜0.01).结论:兔椎间盘髓核组织中BNIP3 mRNA表达量与椎间盘退变相关,BNIP3表达上调可能在椎间盘退变过程中发挥了重要作用.
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吲哚菁绿染色对980nm半导体激光消融髓核组织效果的影响
目的:观察吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)染色对980nm半导体激光消融髓核组织效果的影响.方法:选取新鲜山羊腰椎标本并制成脊柱功能单位(SFU)144个,随机选择24个行预实验,余120个随机分为空白组、蒸馏水组和ICG染色组,每组40个,冉根据给予能量不同随机分为5小组.蒸馏水组与ICG染色组分别在髓核内注射100μl蒸馏水或ICG,测定质量后应用980nm半导体激光器分别以总能量70、210、350、490、630J对标本行连续脉冲式激光照射以汽化髓核组织,术后再次测定质量,并计算照射前后标本质量差(髓核消融量).结果:髓核组织消融量随激光照射能量增人而增多,在70、210、350、490、630J的总能量时空白组的髓核消融量分别为0.0754±0.0046g、0.1170±0.0306g、0.1454±0.0410g、0.1560±0.0058g和0.1742±0.0429g,各能量组间比较P<0.01;蒸馏水组的髓核消融量分别为0.0596±0.0110g、0.0719±0.0228g、0.1246±0.0293g、0.1518±0.0079g和0.2133±0.0513g,各能量组间比较P<0.01;ICG染色组的髓核消融量分别为0.0699±0.0098g、0.1067±0.0154g、0.1978±0.0569g、0.2224±0.0358g和0.2626±0.0241g,各能量组间比较P<0.01.在较低总能量(E<490J)照射下蒸馏水组消融量较其他两组少,而当总能量达630J时,蒸馏水组消融量高于空白组,但仍低于ICG染色组.在相同激光能昼照射下,总能量低于350J时,ICG染色组髓核消融量较空白组无明显差别,而当能量高于350J时染色剂组较空白组有显著性差异(P<0.01).空白组汽化率为0.4mg/J,ICG染色后为0.5mg/J.结论:半导体激光消融髓核组织量随能量增大而增多:ICG可以提高半导体激光的汽化率,在总能量高于350J时ICG染色能够增强980nm半导体激光消融髓核组纵的效果.
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整合素在人退变椎间盘髓核组织中的表达及意义
目的:观察整合素α1、α5、αv、β1、β3亚基在人退变椎间盘中的表达情况;探讨其在椎间盘退变中的意义.方法:术中收集人椎间盘髓核标本28个;其中6个来自6例脊柱骨折患者;设为对照组(n=6);22个来自20例椎间盘突出症患者;突出10个(突出组;n=10);脱出12个(脱出组;n=12).应用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和免疫沉淀技术测定整合素α1、α5、αv、β1、β3和整合素的配体——胶原蛋白(Ⅰ和Ⅱ型)、纤维结合蛋白在三组椎间盘髓核内的表达情况.结果:整合素α1、α5、αv、α1、α3在三组椎问盘髓核内都有表达;整合素α5在脱出组和突出组的表达分别是正常组的2.2倍和1.5倍;整合素β1在脱出组和突出组的表达分别是正常组的2.5倍和1.6倍;纤维结合蛋白的表达同样有升高的趋势.整合素α1、αv、β3在三组内的表达无统计学差异.结论:在退变的椎间盘髓核内整合素α5和β1亚基的表达增加;可能与椎间盘退变相关.
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AAV-TGFβ3的构建及其与AV-TGFβ1表达系统对反分化髓核细胞蛋白多糖合成的影响
目的:比较转化生长因子(TGF)β3腺相关病毒(AAV-TGFβ3)与TGFβ1腺病毒(AV-TGFβ1)表达系统对反分化早、晚期髓核细胞蛋白多糖合成的生物学效应.方法:制备具有感染活性的AAV-TGFβ3并采用酶切电泳和免疫荧光对其进行鉴定.将AAV-TGFβ3和AV-TGFβ1分别转染反分化早、晚期髓核细胞,采用免疫印迹法检测TGFβ3和TGFβ1蛋白的表达,并通过Antonopulos法分别检测AAV-TGFβ3和AV-TGFβ1对蛋白多糖合成的生物学效应.结果:AAV-TGFβ3转染可提高反分化早、晚期髓核细胞TGFβ3蛋白的表达,并促进其蛋白多糖的合成.转染后第12天,蛋白多糖含量达到峰值,分别为0.399±0.029和0.152±0.011,此后蛋白多糖含量缓慢降低;于转染后第2个月,蛋白多糖含量稳定在较高水平,分别为0.309±0.021和0.115±0.009.AV-TGFβ1转染亦可提高反分化早、晚期髓核细胞TGFβ1蛋白的表达,但其仅促进反分化早期髓核细胞蛋白多糖的合成,转染后第10天蛋白多糖含量达到峰值(0.413±0.041),此后蛋白多糖含量快速降低,转染后第2个月时蛋白多糖含量降至较低水平(0.198±0.013);对于反分化晚期髓核细胞,AV-TGFβ1则抑制其蛋白多糖的合成.结论:AAV-TGFβ3可稳定地促进反分化早、晚期髓核细胞蛋白多糖的合成;AV-TGFβ1仅一过性地促进反分化早期髓核细胞蛋白多糖的合成,而且抑制反分化晚期髓核细胞蛋白多糖的合成.
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模拟微重力下转化生长因子β1诱导骨髓间充质干细胞向髓核样细胞分化
目的:观察模拟微重力条件下体外转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)诱导骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)向髓核样细胞表型分化的效果.方法:取成年兔骨髓间充质干细胞分离培养并增殖至第3代后建立3个培养组:微重力诱导培养组(A组),将经TGF-β1转染后的BMMSCs在藻酸钙凝胶微球及旋转式细胞培养系统内进行模拟微重力条件下动态培养;诱导培养组(B组),将经TGF-β1转染后的BMMSCs在藻酸钙凝胶微球内培养;模拟微重力自然分化组(C组),将BMMSCs在藻酸钙凝胶微球内置于旋转式细胞培养系统内培养.在培养的第3、7、14、21天分别检测以上各组BMMSCs中TGF-β1的含量变化及BMMSCs的增殖能力,应用免疫组化、甲苯胺蓝染色检测各组Ⅱ型胶原表达情况,采用RT-PCR法检测各组BMMSCs的蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白mRNA的表达.结果:培养至第14天,A、B组中已可观察到呈多角形的类髓核样细胞,C组呈不规则形.从第3天开始,上清液中TGF-β1的含量和BMMSCs中DNA的含量A组较B、C两组明显增高(P<0.05),且随时间的延长而逐渐增高.A组在免疫组化染色中可见Ⅱ型胶原蛋白染色阳性,B组呈弱阳性,C组无明显变化.RT-PCR结果显示A、B组的BMMSCs中已有蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白mRNA的表达.结论:模拟微重力条件下TGF-β1转染的BMMSCs在一定时间内可增加合成蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白的能力.
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髓核组织对椎间植骨融合的影响
目的:观察椎间盘髓核组织对椎体间植骨融合的影响.方法:11头体重约35kg的丹麦猪接受L3/4和L5/6两个节段的前路椎体间融合器植骨融合手术.其中一个节段在植骨的同时把本节段的全部髓核混合于植骨材料内(A组),另一节段则去除髓核组织行单纯植骨(B组).手术后6周处死猪,分别进行椎间融合器内骨量DEXA骨密度的检查和骨组织计量学检查.结果:A组和B组骨密度分别为0.109和0.150mg/cm2,两组之间统计学上无显著性差异(P＞0.05).A组和B组新生骨和未吸收骨骨量分别为9.2%和9.3%、11.1%和12.3%,无显著性差异(P＞0.05).结论:在6周的观察时间内,猪的髓核组织并不影响椎体间植骨的融合.
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hTGF-β1基因增强组织工程化髓核修复退变腰椎间盘的实验研究
目的:探讨人转化生长因子-β1(hTGF-β1)基因修饰山羊骨髓基质干细胞(BMSCs)为种子细胞构建的组织工程化髓核对山羊退变腰椎间盘的修复作用.方法:用粗针穿刺山羊L1/2～L5/6纤维环抽取髓核制作椎间盘退变模型,同时体外培养山羊自体BMSCs并分为3组:实验组以携hTGF-β1基因重组腺病毒(Ad/hTGF-β1)转染;阴性对照组以携lacZ基因腺病毒(Ad/LacZ)转染,空白对照组为未转染细胞.抽取髓核后15d,收集3组细胞与透明质酸(HA)复合为组织工程化髓核,以细针从椎间盘原穿刺孔回植入髓核中央.L1/2至L3/4依次植入实验组、阴性对照组及空白对照组细胞;L4/5注入不含细胞的HA;L5/6不注入任何物质.术后观察24周,定期行放射学、组织学和生化检测.结果:X线片椎间隙测量显示,24周时L1/2～L4/5的椎间隙狭窄均较L5/6明显延迟(P＜0.05);4周以内L2/3间隙的X-gal染色保持阳性;组织学评估示L1/2～L4/5退变均较L5/6为轻;免疫组化示L1/2在4周内高表达hTGF-β1、CollagenⅡ和Aggrecan,但8周后L1/2至L4/5未见显著性差异;GAG定量显示整个观察期内L1/2～L4/5均高于L5/6,其含量依次为L1/2＞L2/3=L3/4＞L4/5;对4周时L1/2至L3/4髓核组织的RT-PCR显示,L1/2的hTGF-β1、CollagenⅡ及Aggrecan的mRNA表达显著增强(P＜0.05).结论:体外构建的组织工程化髓核回植可延缓椎间盘早期退变的进程,经hTGF-β1基因增强的组织工程化髓核对退变延缓作用尤为显著,但均无法完全逆转整个椎间盘退变进程.
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青霉素及克林霉素在兔椎间盘中的渗透性研究
目的:观察青霉素和克林霉素渗透兔椎间盘的情况,分析其渗透性差异的原因.方法:雄性成年新西兰大白兔14只,随机分成两组,每组7只,分别经兔耳缘静脉注射青霉素(A组)和克林霉素(B组).A组每只每次静脉注射青霉素钠4.8mg.每隔0.5h一次,共给药5次;B组每只每次静脉注射克林霉素磷酸酯9mg,每隔2h一次,共给药5次.A、B组分别于末次给药后0.5h、2h抽取血样,1ml/只,随后立即处死,取出L4/5髓核.将所有血样和髓核采用高效液相色谱法(HPLC)检测药物浓度,计算药物在髓核中的渗透率(髓核药物浓度/血药浓度×100%).结果:克林霉素渗透椎间盘髓核的渗透率为38.7%～49.0%,平均为(43.3±3.9)%;青霉素的渗透率为0～1.2%,平均(0.7±0.5)%,两者比较有显著性差异(P＜0.0001).结论:克林霉素渗透椎间盘髓核的能力比青霉素强.
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血管内皮生长因子与椎间盘退变
椎间盘在脊柱承重及运动功能中发挥着极其重要的作用,椎间盘退变时髓核脱水,蛋白多糖尤其是聚集状态蛋白多糖含量降低,胶原类型及分布发生变化,正常功能受到严重破坏[1].血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种重要的血管形成刺激因子,在组织生长、修复和再生过程中具有重要调节作用.有研究发现该因子在椎间盘的退变过程中发挥重要作用.现就两者之间的关系综述如下.
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经皮激光椎间盘减压术中热效应与温度关系的研究进展
经皮激光椎间盘减压术(percutaneous laser disc decompression,PLDD)是治疗椎间盘疾患的一种比较成熟、疗效确切的微创方法.1986年Choy等[1]首次应用Nd:YAG激光行腰椎PLDD并获得成功.目前该技术已应用于颈、胸、腰椎间盘疾患的治疗[1,2],其经皮减压成功率为63％～89％[3].对于PLDD,热效应对髓核及其周围组织的影响在治疗中起到至关重要的作用.笔者就PLDD中的热效应与温度关系的相关研究作一综述.
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功能MRI在腰椎间盘退变诊断中的应用进展
椎间盘是一种无血管组织,其营养主要通过水分子的弥散进行供给.水分子中氢质子的弛豫时间取决于氢质子和周围生化环境之间的相互作用,所以通过MRI从水分子质子中的信息,可以从理论上得到周围组织结构与成分的信息[1].例如蛋白多糖分子中带有大量的负电荷,对水分子具有较大亲和力,有助于维系髓核中的水分.
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经皮穿刺臭氧注射术治疗椎间盘突出症的进展
椎间盘突出症是骨科常见病,其发病的主要原因是在椎间盘退变的基础上,尤其是当纤维环的退变较其包容的髓核退变快时,易出现椎间盘膨出或突出.目前关于椎间盘突出的病理生理方面还有很多尚不明了,治疗方法很多.通过随访观察,许多专家认为保守治疗可以获得和外科手术相同的结果.在这种背景下,微创治疗椎间盘突出症受到关注.自20世纪90年代起,欧洲兴起用经皮穿刺臭氧注射术治疗椎间盘突出症并取得了满意效果[1～6].现将其治疗原理、方法、疗效等综述如下.
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游离型腰椎间盘突出症的手术治疗体会
游离型腰椎间盘突出症所造成的神经损伤多较严重,预后较差[1],临床表现呈多样性[2],是腰椎间盘突出症较严重的一种类型,多需手术治疗,但手术操作难度大,容易出现髓核遗漏及神经损害笔者回顾性分析了我院2007年7月～2010年4月手术治疗游离型腰椎间盘突出症患者26例.取得较好的临床效果.报道如下.
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甲基强的松龙在腰椎间盘突出症术后的应用
腰椎间盘突出是腰腿痛的常见原因,手术治疗腰椎间盘突出症在取髓核时需要剥离、牵拉神经根,这往往会一定程度地造成术后神经根水肿,引起疼痛,故在术后使用激素来预防,传统的方法是使用小剂量的地塞米松,但在停药后往往会出现反跳现象.
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颈椎间盘纤维环及髓核生化成分的分析
颈椎病的发生、发展与颈椎间盘退变有关.作者通过分析正常人、单纯颈椎间盘突出症(Cervical disc herniation,CDH)患者及脊髓型颈椎病(Cervical spondylotic myelopathy,CSM)患者椎间盘纤维环及髓核的生化成分,了解颈椎间盘退变的变化过程.
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PLD治疗失败患者的再手术所见及原因分析
目的:探讨经皮穿刺腰椎间盘摘除术(PLD)的失败原因,进一步明确PLD的手术适应证.方法:观察21例PLD治疗失败患者的再手术所见,分析其原因.结果:再手术中发现6例有髓核脱垂;14例有髓核突出,其中伴神经根粘连9例、髓核突出大3例、髓核突出伴骨化1例、根管狭窄1例;1例为原诊断有误.结论:应严格掌握PLD的适应证,对于髓核突出大、有脱垂现象、椎间盘已有骨化、神经根管狭窄或有多次椎管内注药的腰椎间盘突出症患者不宜作PLD治疗.
