椎间盘退行性变的相关生物分子因素

背景:随着年龄的增长,椎体过度活动和超负荷承载使椎体加快出现老化,并在外力的作用下,继发病理性改变,以致椎间盘纤维环破裂,椎间盘内的髓核突出,引起腰腿痛和神经功能障碍.目的:总结椎间盘退行性变的相关生物分子因素的研究进展,并展望其发展趋势.方法:应用计算机检索PubMed数据库;中国知网数据库;万方数据库;维普数据库2000-02/2012-01有关椎间盘退行性变的相关生物分子因素的文献.检索文献包括研究原著及综述,排除重复性研究.结果与结论:共保留32篇文献归纳总结.椎间盘退变是由多种相关因素在长期条件下相互作用而引起的,是一系列脊柱退行性病变的前提和慢性病理过程的基础.椎间盘髓核细胞不仅是残留脊索细胞,而且对于整个椎间盘功能的维持起到重要作用.对髓核细胞在RNA、DNA及蛋白水平相关生物分子因素的研究,为延缓及治疗以及将来扭转和修复椎间盘退行性变提供了可能.     

成人退行性变椎间盘髓核细胞的体外培养研究

目的:采用组织块细胞培养法或酶消化细胞培养法进行成人退行性变椎间盘细胞培养,并探讨不同浓度胎牛血清对成人髓核细胞体外培养的影响。方法:采用组织块细胞培养法与酶消化细胞培养法培养成人退行性变椎间盘细胞,分析两种方法是否能成功获得细胞,并比较不同浓度胎牛血清对成人髓核细胞体外培养的影响。结果:采用组织块细胞培养法及酶消化细胞培养法两种方法都可获得原代髓核细胞;髓核细胞在胎牛血清20%浓度组的开始贴壁时间、50%细胞贴壁时间、90%细胞贴壁时间均短于15%浓度组及10%浓度组(P均<0.01)。结论:两种细胞培养方法均成功建立髓核细胞体外培养模型;20%的胎牛血清浓度相比15%及10%浓度胎牛血清更有利于成人退变髓核细胞的体外培养。     

退行性变椎间盘的细胞培养

背景:目前尚未见成熟的成年人退行性变椎间盘的细胞培养模型报道.目的:采用组织块细胞培养法及酶消化细胞培养法进行成人退行性变椎间盘细胞培养的可行性.设计、时间及地点:对比观察的细胞学实验,于1998-12/1999-04在青岛大学医学院山东省创伤骨科研究所完成.材料:5份标本来源于青岛大学附属医院骨科确诊为退行性椎间盘病变患者.方法;①组织块法培养椎间盘细胞:将组织块剪碎至小于1 mm×1 mm×1 mm,牢固敷贴于培养瓶底壁上;第1份标本加入含青霉素100 μ/mL,链霉素100 mg/L,体积分数为0.1的胎牛血清的HAMF12培养基,第18天培养基中胎牛血清的体积分数更换为0.2继续培养.第2份标本初始胎牛血清体积分数为0.2,其余条件与第1份相同.第50天用2.5 g/L的胰蛋白酶溶液对细胞进行消化传代.②酶消化法培养椎间盘细胞:将组织块剪碎加入2.5 g/L的胰蛋白酶溶液消化髓核30 min,离心去除上清液;消化的组织加入2 g/L的胶原酶,静止消化4 h;离心直至胶原酶完全清洗干净;取离心沉淀物置于培养瓶中;第1份标本加入足量的含青霉素100 U/mL,链霉素100 mg/L,含体积分数为0.1胎牛血清的HAMF12培养基,第10天培养基中胎牛血清的体积分数更换为0.2继续培养;第2,3份标本初始胎牛血清体积分数为0.2,其余条件与第1份相同.第50天用2.5 g/L的胰蛋白酶溶液对细胞进行消化传代.主要观察指标:细胞的传代情况,细胞的形态学、超微结构观察.结果:①在生长及增殖过程中,体积分数为0.2胎牛血清培养细胞增殖速度明显高于体积分数为0.1胎牛血清时的速度.②髓核软骨细胞多呈星形或多角形,细胞核偏于细胞的一侧而贴近细胞膜,来源于纤维环的成纤维细胞呈梭形,细胞核位于梭形细胞的正中央,细胞的纤丝较长.③来源于髓核组织的细胞透射电镜下可见两类形态、结构截然不同的细胞:脊索细胞和软骨样细胞.结论:两种方法均能获得大量的退行性变椎间盘细胞,并成功地进行细胞传代.     

剪切力对椎间盘退行性变的影响及其作用机制

椎间盘退行性变（退变）在临床诊疗中十分常见。据统计,60岁以上人群椎间盘退变的发生率高达90%以上,严重影响患者的生活和工作,给社会带来了巨大的经济负担。影响椎间盘退变的因素包括年龄、遗传、代谢物质的交换、创伤、生物力学等,其中生物力学因素（压力、牵张力、剪切力、扭转力）是重要的原因之一。而不同的作用力以及作用力大小、频率、作用时间等对椎间盘退变的影响也各不相同。该文主要总结了剪切力与椎间盘退变的相关前沿研究,旨在分析剪切力对椎间盘各个组成部分退变的影响和作用机制,为进一步阐明椎间盘退变的发生机制奠定基础,为临床诊疗和康复保健提供参考。     

金属蛋白酶在椎间盘退行性变中的研究进展

椎间盘退行性变是长期困扰人群的高发疾病,为病人带来疼痛的同时也造成了沉重的经济负担。近年来研究表明,细胞外基质的降解是椎间盘发生退变的早期且关键的原因,其中金属蛋白酶发挥着至关重要的作用。本文综述经典以及最新的相关文献,探讨金属蛋白酶在椎间盘退行性变中的表达与调控机制,并总结了近期以此为出发点的治疗手段,以期为探索更有效的治疗方法提供新的思路。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景:通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法.目的:评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景.方法:由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献.结果与结论:目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等.通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略.     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。     

颈椎间盘退行性变及颈椎病的影像分析

<正>颈椎间盘退行性变及颈椎病在中年以后的发病率相当高。现选取本院2002～2003年300例颈椎间盘退行性变及颈椎病病例,着重讨论本病的主要影像学改变。     

细胞因子及基因治疗椎间盘退行性变的研究动态

椎间盘退行性变主要是由于各种原因导致的细胞因子减少、致炎因子增多并降解细胞外基质,细胞赖以生存的环境被破坏,从而导致椎间盘退行性变.椎间盘为一免疫豁免部位,为椎间盘的细胞因子及其基因治疗提供了有利条件.近年来细胞因子及其基因治疗作为可望从根本上逆转椎间盘退行性变的新方法备受关注.多种细胞因子及其转导入椎间盘的基因可以不同程度的促进细胞外基质合成,从而延缓或逆转椎间盘退行性变.目前的研究还多处于实验阶段,如何延长转入基因表达时间,如何选择一种高效且低毒性的载体等问题将成为以后研究的重点.     

模拟人后路髓核摘除构建椎间盘退行性变动物模型

背景:髓核摘除术是治疗椎间盘突出的经典方法,但存在较高的复发率.目的:验证模拟人后路髓核摘除进行后外侧穿刺抽吸髓核,建立椎间盘退行性变动物模型的可行性.设计、时间及地点:观察对照实验,于2006-10/2007-02在解放军南京军区福州总医院动物实验室完成.材料:选用日本大耳白兔20只,行椎间盘退行性变动物模型制备.方法:用持针器夹持21G穿刺针,行L<,1-2>及L<,3-4>椎间盘右后外侧穿刺髓核抽吸法摘除部分髓核组织,术后2,4,8,12周分别对造模后椎闻盘行组织学观察,并将L<,2-3>椎间盘作为对照.主要观察指标:通过苏木精-伊红染色观察椎间盘组织学结构.结果:苏木精-伊红染色可见对照椎间盘大多髓核完整,髓核与纤维环分界清晰,纤维环结构接近正常,髓核组织中有大量髓核细胞.造模后第4周髓核细胞数量不断减少,第12周时髓核中主要为纤维组织,伴有极少量髓核细胞.结论:模拟人后路髓核摘除术建立后外侧纤维环穿刺髓核抽吸的椎间盘退行性变动物模型成功建立.可为应用组织工程修复重建退行性变椎间盘提供有效的动物模型.     

细胞凋亡与椎间盘退行性变的分子生物学特点

目的：分析软骨细胞凋亡的现象及机制，以期更深入地认识人类及其他动物终板软骨细胞在椎间盘退行性变过程中细胞凋亡的问题。 资料来源：应用计算机检索Medline 1995-01／2006—03相关原始生殖细胞凋亡的文献，检索词“apoptosis，endpalte，disc degeneration，eartilage”，限定文献语言种类为“English”。同时检索CNKI1995—01／2006—03相关软骨细胞凋亡的文献，检索词为“软骨细胞，终板，凋亡，椎间盘退行性变”，并限定语言种类为中文。 资料选择：对资料初审，选取包括原始生殖细胞凋亡方面的文献，开始查找文献。纳入标准：①终板软骨细胞凋亡。②椎间盘退行性变。排除标准：①综述文献。②重复研究类文章。 资料提炼：共收集到32篇关于终板软骨细胞凋亡的文献，纳入9篇符合标准的文献。 资料综合：终板软骨细胞是椎间盘的重要组成部分。软骨细胞在正常发育过程都会发生凋亡并具有一般细胞凋亡的特征，终板软骨细胞也会发生凋亡。随着年龄的增长及软骨终板的破坏加剧，软骨终板细胞的凋亡率会有明显的升高（TUNEL检测法）。应用椎间盘退行性变模型可以发现，终板软骨细胞凋亡率随着椎间盘退型性疾病的发展而逐渐升高。这些都说明凋亡在年龄相关的椎间盘退行性变或其他原因诱发的椎间盘退行性病变中均发挥着重要作用。 结论：在体内正常发育和椎间盘退行性变过程中终板软骨细胞都会发生凋亡，有关终板软骨细胞发生凋亡的机制尚需深入研究。     

细胞凋亡与椎间盘退行性变的分子生物学特点

目的:分析软骨细胞凋亡的现象及机制,以期更深入地认识人类及其他动物终板软骨细胞在椎间盘退行性变过程中细胞凋亡的问题。资料来源:应用计算机检索Medline1995-01/2006-03相关原始生殖细胞凋亡的文献,检索词“apoptosis,endpalte,discdegeneration,cartilage”,并限定文献语言种类为“English”。同时检索CNKI1995-01/2006-03相关软骨细胞凋亡的文献,检索词为“软骨细胞,终板,凋亡,椎间盘退行性变”,并限定语言种类为中文。资料选择:对资料初审,选取包括原始生殖细胞凋亡方面的文献,开始查找文献。纳入标准:①终板软骨细胞凋亡。②椎间盘退行性变。排除标准:①综述文献。②重复研究类文章。资料提炼:共收集到32篇关于终板软骨细胞凋亡的文献,纳入9篇符合标准的文献。资料综合:终板软骨细胞是椎间盘的重要组成部分。软骨细胞在正常发育过程都会发生凋亡并具有一般细胞凋亡的特征,终板软骨细胞也会发生凋亡。随着年龄的增长及软骨终板的破坏加剧,软骨终板细胞的凋亡率会有明显的升高(TUNEL检测法)。应用椎间盘退行性变模型可以发现,终板软骨细胞凋亡率随着椎间盘退型性疾病的发展而逐渐升高。这些都说明凋亡在年龄相关的椎间盘退行性变或其他原因诱发的椎间盘退行性病变中均发挥着重要作用。结论:在体内正常发育和椎间盘退行性变过程中终板软骨细胞都会发生凋亡,有关终板软骨细胞发生凋亡的机制尚需深入研究。     

椎间盘退变的生物学治疗技术进展

在椎间盘发生退变的早期,主要出现生物化学改变,即椎间盘细胞数量减少,蛋白多糖与Ⅱ型胶原等细胞外基质降减增加.因此,治疗椎间盘退变的理想方法应是在分子生物学基础上阻止与逆转椎间盘退变.生物学治疗方法主要包括直接注射活性蛋白因子、基因治疗及干细胞为基础的组织工程学.直接注射活性蛋白因子可增强椎间盘细胞的活性,从而阻止椎间盘退变,但生长因子等活性蛋白半衰期较短,限制其应用.因此,比较理想的方法是将活性蛋白因子基因利用载体导入细胞内,并能够长期表达,从而调节细胞活性,即基因治疗.干细胞为基础的组织工程学是应用生物相容性良好的载体将干细胞植入椎间盘内,通过增加椎间盘细胞的数量增强椎间盘的生物活性,从而修复退交的椎间盘.目前,组织工程与基因治疗仍处于实验阶段.随着分子生物学技术的飞速发展以及基因工程治疗逐渐应用于临床,基因治疗椎间盘退变将具有较大前景.     

低氧诱导因子1α基因敲除小鼠椎间盘退变与益气化瘀方的干预

背景：低氧诱导因子1α与椎间盘软骨的正常生理及病理情况存在密切的关系,能够维持软骨组织在低氧环境中的正常活性,低氧诱导因子1α基因敲除后,软骨组织无法维持其正常低氧状态,导致软骨组织营养供应障碍,使软骨细胞处于异常缺血缺氧状态,长此以往,软骨组织会发生退变。目的：观察低氧诱导因子1α条件性基因敲除小鼠椎间盘软骨退变情况,以及中药复方益气化瘀方对减缓低氧诱导因子1α基因敲除小鼠椎间盘软骨退变的作用。方法：①将杂交繁殖获得同窝的低氧诱导因子1α＋/＋对照小鼠和低氧诱导因子1α基因敲除小鼠,分别分为为2．5月龄组和4．5月龄组（n=6）。分别在2．5、4．5月龄处死相应小鼠,取L4-6腰椎进行藏红固绿、苏木精-伊红染色及免疫组化相关指标染色及分析。②取12只0．5月龄低氧诱导因子1α基因敲除小鼠随机均分为生理盐水组和益气化瘀方组。灌胃给药2个月后,取两组小鼠的L4-6椎间盘进行藏红固绿、苏木精-伊红染色及免疫组化相关指标染色及分析。结果与结论：①低氧诱导因子1α-/-小鼠：2．5月龄组椎间盘软骨组织出现破损和骨化,细胞分布不均匀,软骨细胞减少,椎间盘软骨中Ⅱ型胶原和Sox9表达降低,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达增加;4．5月龄组椎间盘软骨损伤更加严重,Ⅱ型胶原蛋白与Sox9表达进一步降低,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达进一步上升。②与生理盐水组比较,益气化瘀方干预后苏木精-伊红染色和藏红固绿染色显示软骨骨化和缺损减轻,软骨细胞数目较多,分布较均匀。与生理盐水组比较,益气化瘀方组椎间盘软骨中Ⅱ型胶原和Sox9的表达升高,X型胶原、基质金属蛋白酶13表达减少。说明低氧诱导因子1α基因敲除小鼠出现了椎间盘软骨退变,并且这种退变随着小鼠增龄而加重;益气化瘀方可以减轻低氧诱导因子1α基因敲除小鼠的椎间盘软骨退变。     

椎间盘退变与分子生物学研究治疗进展

椎间盘退变是致颈椎腰腿痛最重要的原因,现发现许多基因与椎间盘退变密切相关。本文从椎间盘退变与分子生物学之间的联系,综述如下。     

Intervertebral disc regeneration: from the degenerative cascade to molecular therapy and tissue engineering

Low back pain is one of the major health problems in industrialized countries, as a leading source of disability in the working population. Intervertebral disc degeneration has been identified as its main cause, being a progressive process mainly characterized by alteration of extracellular matrix composition and water content. Many factors are involved in the degenerative cascade, such as anabolism/catabolism imbalance, reduction of nutrition supply and progressive cell loss. Currently available treatments are symptomatic, and surgical procedures consisting of disc removal are often necessary. Recent advances in our understanding of intervertebral disc biology led to an increased interest in the development of novel biological treatments aimed at disc regeneration. Growth factors, gene therapy, stem cell transplantation and biomaterials‐based tissue engineering might support intervertebral disc regeneration by overcoming the limitation of the self‐renewal mechanism. The aim of this paper is to overview the literature discussing the current status of our knowledge from the degenerative cascade of the intervertebral disc to the latest molecular, cell‐based therapies and tissue‐engineering strategies for disc regeneration. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

炎症因素在腰椎间盘退行性病变中的作用

腰椎间盘疾患产生下腰痛和急性下肢根性痛的基本原理,一般认为是机械性压迫,但临床与基础研究发现,腰椎间盘突出后神经根的受压程度与患者的临床症状并不呈正比关系,炎症因子在该类疾患的致病过程中起着重要的作用,例如磷脂酶A2(2),它在椎间盘中活性PLA的增高与椎间盘退行性变、突出,以及椎间盘源性下腰痛有直接关系。因此,针对炎症机制导致神经损害这一理论,应用炎症抑制药物可以取得良好的疗效。另外,由于椎间盘退行性变,椎体失稳,椎间盘内PLA2活性升高是互为因果、相互促进的关系,其中椎间盘源性椎体失稳是实施椎体前路融合术的绝对适应证,而对于椎间盘疾患PLA2活性升高的情况,椎间盘内注射炎症抑制剂也是有效的措施。因此,可以设想若椎间盘内注射的药物既能融合稳定脊柱,又能降低PLA2的活性则是理想的方法。     

基质金属蛋白酶与椎间盘的退变

背景:椎间盘细胞外基质的破坏是椎间盘退变的主要标志,已经证实这与主要基质金属蛋白酶的表达和活性上调有关。然而到目前为止对于基质金属蛋白酶家族的调节几乎没有系统的资料。目的:全面了解基质金属蛋白酶在椎间盘退变中的表达及作用。方法:由第一作者用计算机检索中国生物医学全文数据库(SinoMed:2000/2011)和Medline数据库(2000/2011),检索词分别为"基质金属蛋白酶,基质金属蛋白酶组织抑制因子,椎间盘,退行性变,脊柱"和"matrix metalloproteinases,tissue inhibitor of matrix metalloproteinases,disc,degeneration,intervertebral"。共检索到207篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入31篇文章。回顾收录的基质金属蛋白酶相关综述和论文报告,并分析生物学作用及调节的研究进展。结果与结论:基质金属蛋白酶在椎间盘退变中起着重要作用,已有证据表明基质金属蛋白酶能加速椎间盘细胞外基质的退变进程,并已取得了大量免疫组化证据的支持。     

基质金属蛋白酶与椎间盘的退变

背景：椎间盘细胞外基质的破坏是椎间盘退变的主要标志,已经证实这与主要基质金属蛋白酶的表达和活性上调有关。然而到目前为止对于基质金属蛋白酶家族的调节几乎没有系统的资料。目的：全面了解基质金属蛋白酶在椎间盘退变中的表达及作用。方法：由第一作者用计算机检索中国生物医学全文数据库（SinoMed：2000/2011）和Medline数据库（2000/2011）,检索词分别为＂基质金属蛋白酶,基质金属蛋白酶组织抑制因子,椎间盘,退行性变,脊柱＂和＂matrix metalloproteinases,tissue inhibitor of matrix metalloproteinases,disc,degeneration,intervertebral＂。共检索到207篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入31篇文章。回顾收录的基质金属蛋白酶相关综述和论文报告,并分析生物学作用及调节的研究进展。结果与结论：基质金属蛋白酶在椎间盘退变中起着重要作用,已有证据表明基质金属蛋白酶能加速椎间盘细胞外基质的退变进程,并已取得了大量免疫组化证据的支持。     

Gene therapy for disc degeneration

Recent advances in our understanding of the biology of the intervertebral disc have led to increased interest in the development of novel treatments of intervertebral disc degeneration. With the ability to provide sustained delivery of a potentially therapeutic agent, gene therapy has shown much promise in regard to the treatment of disc degeneration. Many new targets for gene therapy have been identified and new vectors are being investigated for use in intervertebral disc applications. Multiple studies have demonstrated the feasibility of intradiscal gene therapy, and recent studies have shown proof of efficacy of vector-mediated gene transfer in the reproducible animal model, as well as the potential to control transgene expression, improving safety. With continued efforts, gene therapy may prove to be an extremely powerful tool in the future treatment of intervertebral disc degeneration.