移植骨髓间充质干细胞对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响

目的 观察骨髓间充质干细胞(MSCs)移植对兔退变椎间盘髓核细胞凋亡的影响.方法 以各兔L2/3、L3/4、L4/5、L5/6节段分为正常组、退变组、成纤维细胞(SFs)移植对照组、MSCs移植治疗组.MSCs和SFs分别经绿色荧光蛋白(GFP)转染后,注射植入退变椎间盘的髓核.通过透射电镜观察退变椎间盘凋亡髓核细胞形态;用实时定量聚合酶链反应(PCR)检测退变组织中髓核细胞凋亡相关基因bcl-2和box mRNA的表达;免疫荧光法标记髓核细胞凋亡相关蛋白Caspase-3,并通过TUNEL法标记凋亡髓核细胞,激光共聚焦显微镜检测髓核细胞凋亡蛋白表达率和细胞凋亡比率.结果 透射电镜下,退变椎间盘中凋亡髓核细胞呈现出核染色质边集,空泡形成,核膜断裂,凋亡小体形成等变化.MSCs移植治疗组bcl-2 mRNA的表达量高于退变组和SFs移植对照组(P<0.05),bax mRNA的表达量与退变组差异无统计学意义(P>0.05).MSCs移植治疗组细胞凋亡率和Caspase-3表达率均高于正常组[细胞凋亡率分别为(16.75±2.14)%和(6.86±1.08)%;Caspase-3表达率分别为[(20.34±1.03)%和(6.09±0.77)%](P<0.05),低于退变组和SFs移植对照组[细胞凋亡率分别为(31.87±4.16)%和(29.02±2.16)%;Caspase-3表达率分别为(31.50±3.78)%和(30.20±4.93)%](P<0.05).结论 髓核细胞凋亡在椎间盘退变过程中起重要作用.MSCs移植能有效抑制椎间盘髓核细胞凋亡,延缓椎间盘退变过程.     

重组腺相关病毒2介导hTGF-β_1基因体内转染兔退变髓核细胞对蛋白多糖含量的影响

目的应用重组腺相关病毒2(recombinant adeno-associated virus2,rAAV2)介导hTGF-β1基因体内转染兔退变椎间盘髓核细胞,观察基因产物的表达及其对退变髓核细胞蛋白多糖合成的生物调节作用。方法于24只成年新西兰大白兔,雌雄不限,体重1.7～2.2kg,L1、2、L2、3、L3、4、L4、5椎间盘注射25μL浓度为1mmol/L的纤维结合素片段(fi bronectin fragment,Fn-f)制备椎间盘退变模型,注射Fn-f4周时的造模椎间盘模拟早期退变的椎间盘。将24只兔随机分为3组(n=8),A、B、C组分别于造模椎间盘髓核内注射25μL rAAV2-hTGF-β1(1×1012vg/mL)、rAAV2-增强绿色荧光蛋白(enhanced green?uorescent protein,EGFP,rAAV2-EGFP)、PBS。术后1周A、C组各处死2只兔,取髓核组织采用免疫组织化学染色观察hTGF-β1的表达;术后4、8、12周每组取2只兔髓核组织,35S整合分析法检测新合成蛋白多糖的含量;术后12周处死B组2只兔,荧光显微镜观察髓核组织中EGFP的表达。结果术后1周,免疫组织化学染色示A组髓核细胞及基质中广泛存在强阳性染色颗粒,C组仅存在少量阳性颗粒。35S整合法检测示,各时间点A组35S蛋白多糖合成率均高于B、C组,比较差异有统计学意义(P0.05);B、C组间比较差异无统计学意义(P0.05)。术后12周,荧光显微镜下观察B组盘髓核组织可见大量绿色荧光表达。结论新型基因转导载体rAAV2可有效介导hTGF-β1基因体内转染兔退变髓核细胞,基因产物可持续表达超过12周,hTGF-β1可有效促进退变髓核细胞蛋白多糖的合成。     

兔退变椎间盘中髓核细胞凋亡与BNIP3基因表达的意义

目的髓核细胞凋亡可能与髓核组织代谢障碍产生缺氧,导致BNIP3基因表达有关。通过观察兔退变椎间盘中髓核组织的细胞密度、细胞凋亡率及BNIP3的表达,为进一步了解髓核细胞凋亡机制提供实验依据。方法健康3月龄雄性新西兰大白兔30只,体重(2.3±0.2)kg,随机分为实验组(n=20)及对照组(n=10)。实验组大白兔采用针刺L3、4、L4、5及L5、6椎间盘制备椎间盘退变模型;对照组仅暴露椎间盘后缝合。术后4、8周通过MRI检查评价椎间盘退变情况,采用组织学观察和TUNEL法检查椎间盘髓核组织中凋亡细胞,用免疫组织化学染色法检测兔椎间盘髓核细胞BNIP3的表达。结果 MRI检查示实验组术后4、8周椎间盘髓核信号强度呈逐渐降低趋势。根据Pfirrmann分级标准,实验组术后4、8周椎间盘退变分级比较,差异均有统计学意义(P0.05)。组织学观察及TUNEL检查示:对照组椎间盘髓核中细胞密度高,可见少量散在的凋亡细胞;实验组术后4、8周时椎间盘髓核组织内细胞密度逐渐降低,可见较多凋亡细胞。各时间点实验组细胞密度、TUNEL染色阳性细胞率与对照组比较,以及实验组各指标两时间点间比较,差异均有统计学意义(P0.05)。对照组椎间盘髓核组织细胞中无BNIP3表达;实验组术后4、8周椎间盘髓核组织细胞中BNIP3表达逐渐增多,BNIP3染色阳性细胞率分别为13.45%±1.16%、32.00%±1.82%,BNIP3灰度值分别为194.32±4.65、117.54±2.11,各时间点间比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论椎间盘退变与髓核组织中细胞密度下降有关,细胞凋亡是椎间盘髓核细胞减少的原因之一,BNIP3参与了椎间盘髓核细胞凋亡。     

TGF-β3修饰退变髓核细胞移植修复兔退变椎间盘的效果观察

目的探讨TGF-β3基因修饰后退变髓核细胞生物学效应以及植入兔退变椎间盘后对退变椎间盘的影响。方法将重组腺病毒载体Ad-TGF-β3与第2代退变髓核细胞按10∶1比例混合培养转染(Ad-TGF-β3组),待细胞融合后传代,MTT检测转染细胞增殖活性,Western blot检测TGF-β3蛋白含量,免疫细胞化学染色观察对数生长期转染细胞Ⅱ型胶原染色阳性率;采用病毒空载体转染髓核细胞(Adv组)和未经转染髓核细胞(空白组)作为对照。取30只新西兰兔,体重3.2～3.5 kg,雌雄不限,通过针刺L3、4、L4、5和L5、6椎间盘制备椎间盘退变模型。将实验动物按照随机数字法分为3组,转染细胞组(A组,n=12)、退变细胞组(B组,n=12)和空白对照组(C组,n=6)。A、B组将100μL浓度为1×105个/mL对应细胞悬液注射入退变椎间盘,C组同法注入等量PBS。注射后6、10、14周取A、B组各4只、C组2只实验动物处死,取L3、4、L4、5和L5、6椎间盘行组织学观察,RT-PCR检测Ⅱ型胶原和蛋白多糖mRNA表达。结果 Ad-TGF-β3转染后髓核细胞活性明显改善;转染后3、7、14 d,TGF-β3在髓核细胞内表达逐渐升高;Ad-TGF-β3组髓核细胞细胞质内见棕黄色Ⅱ型胶原阳性染色,阳性率显著高于Adv组及空白组(P<0.05)。组织学观察示,A组椎间盘退变程度较B、C组明显减轻。6、10、14周A组Ⅱ型胶原和蛋白多糖mRNA表达显著高于B、C组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 TGF-β3基因修饰退变髓核细胞后可明显改善细胞生物活性,转染后髓核细胞植入兔体内可明显增加退变椎间盘的基质分泌。     

髓核内注射过氧化还原酶Ⅱ对兔椎间盘退变过程的影响

目的探讨髓核内注射人重组过氧化还原酶（Peroxiredoxin,Prx）对兔椎间盘退变过程的影响。方法通过纤维环穿刺法建立新西兰大白兔椎间盘退变模型（L3～4～L5～6）,24只兔随机分为高浓度组、低浓度组和对照组,每组各8只。4周后MRI显示造模成功,然后行L3～4～L5～6椎间盘内注射,高浓度组和低浓度组分别注射1 mg/mL、10μg/mL Prx蛋白,对照组注射0.1%磷酸盐缓冲液,注射量均为25μL。在注射后2、4、12、16周每组分别随机取2只兔行脊柱MRI检查,采用硫酸咔唑法检测髓核蛋白多糖的含量,免疫组化检测型胶原含量,并做病理切片HE染色观察组织及细胞的改变情况。结果蛋白注射后三组椎间盘均发生不同程度退变,注射后16周,高浓度组髓核内水分的含量明显低于低浓度组和对照组（P〈0.05）;髓核内蛋白多糖含量高浓度组显著低于低浓度组和对照组（P〈0.05）;细胞外基质型胶原灰度值高浓度组显著低于低浓度组和对照组（P〈0.05）,而低浓度组和对照组比较差异没有统计学意义（P〉0.05）。结论高浓度（1 mg/mL）Prx在椎间盘退变过程中起促进退变作用。     

微囊化同种异体骨髓间充质干细胞移植预防兔椎间盘退变的实验研究

目的:探讨超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)磁粒子标记的微囊化同种异体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,bMMSCs)移植预防椎间盘退变的可行性.方法:选用60只健康新西兰大白兔.随机平均分为A、B、C、D、E 5组,每组12只.A、B、C、D组应用髓核抽吸法制作L2/3、L3/4、L4/5椎间盘退变模型,取同种异体兔bMMSCs行体外培养,并在体外纯化扩增,用SHO标记后行微囊化,于造模手术当时植入(A组)兔手术节段椎间盘内;B组植入未微囊化bMMSCs;C组移植空微囊;D组仅制作模型,不移植;E组为正常对照组.分别于建模后2、4、6、8周时用MRI扫描对标记干细胞在椎间盘内分布进行示踪,并于相应时间点处死动物后取L2/3、L3/4、L4/5髓核组织,用间苯三酚分光光度法测定蛋白多糖含量的变化,免疫组化法测定Ⅱ型胶原含量的变化.所得数据进行统计学分析.结果:bMMSCs能被SPIO有效标记,应用MRI扫描可观察到其在体内的分布,8周时MRI图像与4周时相比,干细胞由注射部位向周边发生了迁徙.建模后2、4、6、8周各时间点.A组髓核中蛋白多糖和Ⅱ型胶原的含量均高于B组、C组和D组,差异有统计学意义(P<0.05);B组均高于C组及D组,差异有统计学意义(P<0.05);各时间点E组与B组、C组及D组相比差异有统计学意义(P<0.05);术后6、8周时A组与E组之间差异无统计学意义(P>0.05);各时间点C组和D组之间差异无统计学意义(P>0.05).结论:微囊化bMMSCs移植后能恢复兔髓核中细胞外基质含量,其效果优于单纯bMMSCs移植.     

联合应用BMP-2及细胞分化抑制因子1基因延缓兔腰椎间盘退变的动物实验研究

目的研究兔腰椎间盘髓核内注射慢病毒携带的BMP-2和细胞分化抑制因子1(inhibitor of differentiation 1,Id1)基因能否有效改善椎间盘退变进程。方法取4月龄新西兰兔32只,体质量2.0~2.5 kg;以L3、4、L4、5、L5、6为目标椎间盘,经腹细针穿刺法制造椎间盘退变模型。将30只造模成功的实验动物随机分为5组,每组6只;造模后4周于各组目标椎间盘中分别注射Lv-BMP-2病毒(A组)、Lv-BMP-2+Lv-Id1病毒(B组)、LvId1病毒(C组)、Lv-绿色荧光蛋白空载体病毒(D组)及PBS(E组)。于注射后2、4、8周各组分别随机取2只动物行T2-mapping MRI检查获得确切的T2弛豫时间(T2值);之后处死动物取椎间盘组织,应用实时荧光定量PCR、ELISA法检测Ⅱ型胶原及蛋白聚糖的m RNA相对表达量及含量。结果 T2-mapping MRI检查示,注射后0、2周各组间T2值比较差异均无统计学意义(P0.05);注射后4周,A、B组T2值显著高于C、D、E组(P0.05),A、B组间比较差异无统计学意义(P0.05);注射后8周,B组T2值显著高于其余各组(P0.05)。实时荧光定量PCR及ELISA检测示,注射后2、4、8周B组Ⅱ型胶原及蛋白聚糖的m RNA相对表达量及含量均显著高于其余各组(P0.05)。结论联合应用BMP-2和Id1基因在体内实验中能有效延缓兔腰椎间盘退变的进程。     

细胞凋亡、细胞增殖在人颈椎间盘退变过程中的作用

目的 探讨细胞凋亡、细胞增殖在人颈椎间盘退变过程中的作用以及人颈椎间盘细胞凋亡可能涉及的信号转导途径.方法 收集手术切除的33份突出颈椎间盘组织,以22份正常人颈椎间盘组织作为对照,组织形态学和TUNEL法检测凋亡细胞,免疫组织化学法检测增殖细胞核抗原(PCNA)、bax及Caspase-3的表达.结果 实验组的细胞密度低于对照组(髓核内:6.30±1.54比8.96±1.14;软骨终板内:17.27±1.82比25.41±1.89);实验组的TUNEL阳性细胞率高于对照组(髓核内:11.73±1.36比7.02±1.26;软骨终板内:13.04±1.75PC6.86±1.42);实验组髓核内PCNA阳性细胞率高于对照组(8.38±1.98比4.55±1.54);实验组髓核内bax阳性细胞率和Caspase-3阳性细胞率分别高于对照组(bax:19.32±1.95比10.94±1.72;Caspase-3:15.05±1.74比8.92±1.48);TUNEL阳性细胞率与细胞密度之间呈负相关(P＜0.01);实验组髓核内PCNA阳性细胞率与细胞密度之间呈正相关(P＜0.01);两组髓核内bax阳性细胞率、Caspase-3阳性细胞率均与TUNEL阳性细胞率之间呈正相关(P＜0.01).结论 细胞凋亡与细胞增殖间的不平衡可能是人退变颈椎间盘内细胞密度下降的原因,人颈椎间盘髓核细胞的过度凋亡可能与bax和Caspase-3的表达上调有关.     

芍药苷对椎间盘内紊乱兔Fas介导的凋亡通路的调节作用

目的 探讨芍药苷在兔椎间盘内紊乱（internal disc disruption,IDD）发生过程中,是否干预死亡受体介导的信号传导途径,影响髓核细胞的凋亡,及其发生的可能机制.方法 取新西兰大白兔96只,雌雄不限,体重（3.0±0.5） kg.随机分为4组,每组24只.其中3组行纤维环穿刺造模（分别在L3/L4,L4/L及L5/L6椎间盘进行穿刺）.造模后各组分别采用芍药苷高剂量每天120 mg/kg、低剂量每天30 mg/kg及生理盐水灌胃治疗,正常对照组采用生理盐水灌胃,分笼常规饲养.分别在术后的3周、6周和10周将各组大白兔处死取材,每个时间点8只,离断腰椎,分离椎间盘.免疫组化法检测Fas、FasL、Caspase-8的表达,流式细胞术检测细胞凋亡率.结果 造模组Fas、FasL、Caspase-8的表达较正常对照组升高（P＜0.05）.高、低剂量组Fas、FasL、Caspase-8的表达较生理盐水组降低（P＜0.05）.各造模组细胞凋亡率均高于正常对照组（P＜0.05）;高、低剂量组细胞凋亡率低于生理盐水组（P＜0.05）.结论 芍药苷可以抑制Fas表达,进而抑制Caspase-8的激活,最终起到抑制髓核细胞凋亡的作用.     

脐带华通胶间充质干细胞移植对退变椎间盘影响的实验研究

目的:探讨人华通胶间充质干细胞(Wharton′s jelly-derived mesenchymal stem cells,WJMSCs)移植对犬退变椎间盘的影响。方法:从新生儿脐带中提取WJMSCs,取增殖良好的第3代细胞,用含有绿色荧光蛋白的腺相关病毒(r AAV2-EGFP)感染标记细胞。选择20只健康成年比格犬作为实验动物,使用穿刺抽吸髓核组织法建立椎间盘退变模型(L4/5、L5/6、L6/7)。4周后将犬各节段椎间盘进行分组:L3/4为对照组(A组);L4/5为退变组(B组);L5/6为注射组(C组),注射生理盐水;L6/7为移植组(D组),移植绿色荧光蛋白标记的WJMSCs细胞悬液。造模术前、术后4、8、12、24周行腰椎X线及MRI检查。24周后处死动物取材进行冰冻切片荧光、HE染色及番红O染色等组织学检测,提取髓核组织总RNA,反转录后行Real Time PCR检测,观察蛋白多糖、Ⅱ型胶原、SOX-9及Ⅰ型胶原基因表达变化。结果:分离培养的WJMSCs贴壁生长,呈梭形形态,r AAV2-EGFP病毒感染后第3天表达绿色荧光。影像学检查结果显示各组椎间盘高度指数及相对灰度指数在造模术前、术后第4周无统计学差异,术后8、12、24周,D组椎间盘相对高度指数及相对灰度指数较B、C组高(P0.05),比A组低(P0.05)。术后24周,D组髓核组织冰冻切片内能够检测到GFP阳性的WJMSC细胞,HE染色显示D组髓核组织退变比B组和C组轻,番红O染色结果显示D组染色较B组和C组深,基因表达检测结果显示D组Ⅱ型胶原、蛋白多糖及SOX-9基因表达比B、C组高(P0.05),但比A组低(P0.05)。结论:人WJMSCs移植入犬退变椎间盘内能够存活,促进椎间盘细胞外基质Ⅱ型胶原及蛋白多糖合成,维持椎间盘高度及髓核含水量,能够有效延缓椎间盘退变进展。     

胸腰椎骨折椎弓根内固定断裂与植骨融合方式的相关性分析

[目的]探讨胸腰椎骨折椎弓根螺钉内固定系统内固定术后,椎弓根螺钉断裂与植骨融合方式之间的关系,以探讨胸腰椎骨折植骨融合的最佳方式。[方法]回顾性研究1995年5月~2005年12月本院脊柱外科收治的胸腰椎骨折病人197例,其中A组单纯内固定(不植骨)患者14例,B组“H”形椎板植骨21例,C组横突间植骨67例,D组椎间、椎内联合横突间植骨95例。[结果]术后随访6~32个月,内固定断裂12例,其中A组4例,B组3例,C组5例,D组0例,4组中D组内固定断裂率显著低于其他3组(P<0.05)。[结论]椎间、椎体内联合横突间植骨重建脊柱三柱的稳定性,符合人体生物力学原理,能有效降低内固定断裂的发生。     

Influence of the design of the prosthesis on the outcome after hemiarthroplasty of the shoulder in displaced fractures of the head of the humerus

We reviewed 39 patients with displaced three- and four-part fractures of the humerus. In 21 patients (group A) we had used an anatomical prosthesis for the humeral head and in 18 (group B) an implant designed for fractures. When followed up at a mean of 29.3 months after surgery the overall Constant score was 51.9 points; in group A it was 51.5 and in group B 52.4 points. The subjective satisfaction of the patients was assessed using a numerical rating scale and was similar in both groups. In group A complete healing of the tuberosities was found in 29% and 50% in group B. Partial integration was seen in 29% of group A and in only one patient in group B, while resorption was noted in 43% of group A and 44% of group B. The functional outcome was significantly better in patients with complete or partial healing of the tuberosities (p=0.022). The specific trauma prosthesis did not lead to better healing of the tuberosities. The difference in clinical outcome obtained by the two designs did not reach statistical significance.