如何构建能较全面模拟人类椎间盘退变性疾病的椎间盘退变实验动物模型

背景：椎间盘退变性疾病的发病机制目前尚无定论,建立理想的椎间盘退变动物模型是研究该病发病机制或治疗的重要途径。 目的：对近年来各种椎间盘退变动物模型研究的模型选择、建模方法以及优缺点做一综述。 方法：计算机检索万方数据库、知网数据库、PubMed数据库以及FMJS数据库近5年国内外关于椎间盘退变的体内及体外动物模型的文献。 结果与结论：目前的文献报道显示中小型动物是现阶段较为常用的模型动物;造模方法可以分为体内和体外模型两大类,体外模型通过细胞或组织培养,从细胞及分子水平揭示椎间盘退变的机制,体内模型则使用不同种物理或化学方法对椎间盘进行干预,模拟椎间盘退变的结果,并从干预过程中反证椎间盘退变的机制。但因人类的椎间盘退变性疾病发病机制复杂,目前尚无定论,所以目前的动物模型均不能较全面的模拟人类椎间盘退变性疾病。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

椎间盘退变的机制及修复

背景：目前为止,椎间盘退变源性腰痛的发病机制研究并不十分清楚明了,对于其治疗的手段也多种多样,但效果不一。目的：综述近年国内外椎间盘退变机制及修复的研究进展。方法：由第一作者检索至2014年11月为止 PubMed数据(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI中国期刊全文数据库(http://www.cnki.net/),以“椎间盘退变因素,椎间盘源性腰痛,椎间盘退变治疗”等为检索词,共检索到78篇相关文献,排除重复研究,共30篇文献符合纳入标准。结果与结论：综合大量国内外科研人员对椎间盘退变的研究,目前比较推崇的退变因素包括形态学上的改变、炎性递质和细胞外基质的变化、生长因子的作用等,治疗上仍处于对其形态学的修复方面,其中经皮穿刺椎间盘减压、椎体融合、人工椎间盘置换、动态稳定系统等手术治疗方法对椎间盘退变引起的症状有确切的疗效。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

椎间盘退变模型的研究进展

椎间盘退变疾病发病率越来越高,但退变的机制尚不明确.椎间盘退变模型是现今研究椎间盘退变疾病的主要方式,退变模型主要分为体内退变模型和体外退变模型两大类.两种退变模型从不同角度研究椎间盘退变的病理生理过程,为揭示退变机制及预防、治疗椎间盘退变疾病起着重要作用.本文就目前国内外关于两种不同椎间盘退变模型研究的进展作一综述.     

椎间盘退变发生机理的研究进展

生物力学因素是椎间盘退变的最重要的病理因子。异常的应力可直接引起椎间盘的破坏 ,更重要的是影响髓核、纤维环、软骨终板的细胞生物学性质 ,通过炎症机制引起椎间盘结构的退变 ;髓核自身免疫机制可能参与了髓核封闭结构破坏后的继发变过程。     

间断直立位下兔椎间盘退变模型的影像及病理表现*

背景：已有大量的动物模型用于研究椎间盘退变,但是尚缺乏一种符合人类椎间盘退变规律的动物模型。 目的：探讨直立位下构建椎间盘退变模型的可行性及造模的简便、易行性。 方法：新西兰大白兔42只,随机数字表法均分为实验组和对照组。将兔子固定在PVC管中,实验组将PVC管直立,对照组将PVC管平放。 结果与结论：4周时实验组和对照组间椎间盘高度指数、MRI及纤维环改变差异无显著性意义(P > 0.05),髓核PAS染色后灰度值明显增加(P < 0.05)。8,12周实验组和对照组椎间盘高度指数相比差异有显著性意义,退变椎间盘T2加权像信号明显降低,苏木精-伊红染色显示纤维环排列紊乱,PAS染色显示退变椎间盘髓核的灰度值明显变大(P < 0.05)。说明通过强迫直立位下因自身身体重力负荷对椎间盘产生影响可以成功建立椎间盘退变模型。     

可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型的建立及评价

目的：建立可控轴向压力诱发的椎间盘退变动物模型并考察其特性。方法:取4月龄日本大白兔40只，将其随机分入5组（每组8只）。采用基于横穿椎体的克氏针的自制加压装置，分别对2-4组动物腰椎间盘施加10 kg压力1周、2周、4周及8周，第1组作为假手术对照组。Thompson分级法及兔腰椎间盘磁共振（MRI）评价退变程度，HE染色及Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组化染色考察其组织学改变。另外，构建纤维环损伤致兔腰椎间盘退变模型，并对标本行HE染色以供比较。结果:①Thompson分级：第2组7只均为Ⅱ级，第3组6只Ⅲ级，第4组5只为Ⅳ级，第5组4只动物退变程度达到Ⅴ级。②MRI评分显示，第2组椎间盘以轻度退变为主；第3组椎间盘主要为中度退变。第4组、第5组则以重度退变为主。③HE染色显示，该模型椎间盘各区域的退变情况较纤维环损伤模型更为均匀。④免疫组化染色显示，退变过程中椎间盘基质成分退化的趋势与人体相符。结论:可控轴向压力致兔腰椎间盘退变模型可以高效诱发椎间盘退变，尤其在轻、中度椎间盘退变方面具有优势。该模型可供深入研究，并用于椎间盘退变的治疗研究。     

骨关节炎动物模型:人工诱导与动物自发

背景:骨性关节炎是一种随年龄增长而发生率明显增加的退行性关节疾病,随着社会人口的老龄化,该病发病率呈显著上升趋势,但其发病机制尚不清楚,临床也缺乏根治措施,需要相应的动物模型来进行研究。目的:探讨骨关节炎动物模型的制作、特点及应用情况。方法:计算机检索PubMed 2004-01/2009-10和中国期刊全文数据库2002-01/2009-10与骨关节炎动物模型相关的文献,分析各种骨关节炎模型的研究进展。结果与结论:共纳入骨关节炎动物模型制作相关文献34篇。人工诱发与动物自发均可获得成功的骨关节炎动物模型。通过手术方法人工诱发动物骨关节炎模型可能会引起关节其他损伤,进而对实验产生影响。而非手术方法诱发动物模型主要用于软骨病变及药物研究。动物自发模型适合骨关节炎的病理机制及防治骨关节炎的研究。在实验时应根据具体研究发祥选择动物模型。     

体外培养人退变髓核细胞的生物学性状

背景：椎间盘退行性变后很难自行修复,研究退变髓核细胞的生物学特性可为研究椎间盘退变机制、组织工程椎间盘构建、基因治疗等提供理论基础。 目的：观察体外培养的人退变髓核细胞的生物学特性。 方法：分离培养人退变椎间盘髓核细胞,采用光镜、电镜观察细胞的形态和超微结构,荧光定量PCR技术检测髓核细胞Ⅱ型胶原和糖胺多糖mRNA的表达。ELISA法检测细胞培养上清中人Ⅱ型胶原水平,DMMB比色法检测细胞培养上清中糖胺多糖水平。 结果与结论：体外培养的传2代内的退变椎间盘髓核细胞结构与原代细胞相似,传3代后的细胞出现退变及凋亡改变。对体外培养第1代的退变髓核细胞和正常髓核细胞的Ⅱ型胶原和糖胺多糖进行检测发现,退变髓核细胞Ⅱ型胶原、糖胺多糖mRNA水平及细胞外基质中Ⅱ型胶原和糖胺多糖的表达均明显低于正常髓核细胞,呈现去分化趋势。     

透视引导下穿刺构建兔椎间盘退变模型的影像和病理变化

背景：国内外构建的椎间盘退变动物模型大部分是在手术直视下进行的,手术切开操作对动物的损伤较大。 目的：透视引导下穿刺构建兔椎间盘退变模型,观察椎间盘退变过程中影像学及病理学的变化规律。 方法：透视引导下穿刺新西兰大白兔L2/3、L3/4、L4/5椎间盘,不同时间点进行X射线及MRI扫描与病理学检测,测量椎间盘的T2WI信号强度。 结果与结论：椎间盘穿刺后,随着时间的推移,椎间盘逐渐退变,椎间隙逐渐变窄,椎间盘T2WI信号逐渐减低,椎体边缘骨质增生,髓核、纤维环变性、坏死,最终纤维环完全撕裂。表明透视引导下穿刺后椎间盘逐渐发生退变,病理改变与人类椎间盘退变的病理改变相似,且建模方法具有操作简单,创伤小,成功率高等优点。     

制作兔腰椎终板下缺血模型 MRI与病理学变化验证的可行性

背景:目前的椎间盘退变动物模型主要通过改变椎间盘生物力学环境、损伤椎间盘自身结构以及应用基因技术改变动物的遗传性状等诱发退变,但这些方法均为外界人为因素直接作用于椎间盘,与椎间盘退变的自然病程差别较大。目的:评价经皮穿刺兔腰椎终板下椎体注射平阳霉素制作椎体终板下缺血模型的可行性。方法:选取新西兰大白兔46只,每兔设L5为实验组、L4为对照组。穿刺腰椎终板下椎体,L5注射平阳霉素(2g/L)1mL,,L4注射生理盐水1mL。其中4只兔子术前行腰动脉造影。术后第1,2,3,4,5周,2个月及3个月随机选取6只行MRI检查,并取病理送检。测量对比第4周实验组MRI与病理切片的缺血面积。结果与结论:对照组MRI和病理学检查均无特异性变化,实验组MRI第1,2周变化不明显,第3周出现FST1WI低信号,T2WI及FST2WI呈稍高信号,第4周信号变化更明显;实验组病理第1,2周无特异性变化;第3,4周骨小梁排列杂乱,骨细胞逐渐减少,椎体骨髓内血细胞减少,脂肪细胞增多融合,终板软骨细胞减少、结构紊乱,纤维环及髓核无明显变化;第5周出现椎间盘退变表现;第2,3个月终板下椎体缺血持续存在、椎间盘退变更加明显。实验组第4周MRI与病理切片缺血面积之间有显著正相关性(r=0.965,P0.001)。结果证实,采用经皮穿刺终板下椎体注射平阳霉素的方法可成功制作兔腰椎终板下缺血动物模型,具有创伤小、操作简便、重复性好和成功率高的特点。该模型是研究腰椎及椎间盘退变较理想的一种动物模型。     

腰椎间盘退变的分子病理学变化及发病机制

背景：腰椎间盘退变是引起腰腿痛的常见原因,椎间盘退变的病理改变及发病机制至今仍未完全明确。 目的：介绍腰椎间盘退变的分子病理改变及其发病机制的研究进展。 方法：以“disc histology,disc degenerative disease,disc gene”等主题词检索PubMed数据库,检索时间为2005/2010年,筛选与腰椎间盘组织学变化和发病机制相关的文献,总结归纳腰椎间盘退变的研究进展和研究结果。 结果与结论：共检索到与腰椎间盘退变有关的文章118篇,共纳入30篇。结果表明腰椎间盘退变受多种因素影响,包括基因遗传因素、自然老化和积累性损伤等,基因的多形性是诱发退变的重要前置因素。椎间盘退变可通过免疫反应、机械性压迫或不稳定、血循环障碍和炎性递质等因素导致椎间盘退变性疾病。老化和病理性退变在影像和病理上难以区别,应根据椎间盘退变性疾病的具体情况采取合理的治疗方法,生物学治疗提供了新的治疗思路,但目前仍处在实验研究阶段。     

双上肢去势联合椎间盘刺破诱导建立大鼠椎间盘退变模型

背景：寻求一种相对合适的椎间盘退变动物模型,对深入研究椎间盘退变的发病机制有着重要意义。目的：探索一种新的椎间盘退变动物模型,希望为椎间盘退变疾病的基础研究提供新的造模方式选择。方法：将20只雄性SD大鼠随机分为假手术组与模型组。采用双上肢去势联合椎间盘刺破的方式制备椎间盘退变模型,于造模当天及造模后4周、8周进行MRI检查,观察造模前后椎间盘形态变化并评估Pfirrmann分级;造模4,8周后取出大鼠L₄-L₅及L₅-L₆椎间盘,运用苏木精-伊红染色、Masson染色法观察椎间盘病理学变化及免疫组化观察Ⅱ型胶原蛋白表达量。结果与结论：(1)模型组在造模当天仅呈现轻微退变;(2)在造模第4周时与假手术组相比,模型组MRI上T2加权信号降低,在Pfirrmann分级上可见明显差异(P<0.05),在造模第8周时与假手术组相比,模型组MRI上T2加权信号明显降低,与纤维环边界模糊不清,且髓核向后纵韧带膨出,在Pfirrmann分级上可见显著差异(P<0.01);(3)病理染色结果显示,在造模...     

椎间盘退变模型的研究现状及进展

目的：探讨椎间盘退变模型的研究现状及进展。方法：在Pubmed、中国知网查阅有关椎间盘退变模型研究的文献,进行汇总分析。结果：椎间盘退变模型可以通过体外和体内两种方法构建,前者包括椎间盘细胞模型和椎间盘组织模型,后者包括诱发性椎间盘退变模型和自发性椎间盘退变模型。体外模型适用面较广,但培养要求较高,不能全面模拟体内环境;体内培养干预技术较容易实现,但适用面较窄。结论：人椎间盘退变的影响因素繁多,目前的椎间盘退变模型往往具有一定的局限性,无法全面地模拟出人的椎间盘退变情况。无创、微创构建椎间盘退变模型将是未来的发展趋势。     

建立剪切应力导致椎间盘退变模型

目的 建立剪切应力导致椎间盘退变的在体动物模型,探索剪切应力与椎间盘退变之间的关系。方法 20只成年日本大耳白兔随机平均分成2组。加载组通过手术在动物L4/5节段植入自行研制的剪切应力加载装置,并加载50 N的剪切力4周;对照组只植入加载装置但不加载剪切力。4周后处死所有动物并对所有相关节段的椎间盘做病理检查。结果 术后的影像学检查显示加载装置位于动物腰椎,手术过程和植入的加载装置对实验动物的日常活动与饮食均无影响。病理学检查发现加载组椎间盘的纤维环组织排列紊乱,正常髓核细胞明显减少。结论 新型装置的设计减少了对动物椎体的创伤,并且可以提供可靠的剪切应力;在体动物模型的建立揭示一定的剪切应力可导致动物椎间盘退变,对进一步研究载荷与椎间盘退变间的关系具有较大的意义。     

兔椎间盘退变与修复模型的研究现状*

椎间盘退变模型是研究椎间盘退变疾病的基础和关键之一。兔退变椎间盘模型具有操作简单、可重复性好等特点被国内外学者广泛应用。兔椎间盘退变模型包括体内模型、体外模型等。体内模型根据损伤类别包括:机械损伤模型、化学损伤模型、异常应力模型、脊柱不稳模型、脊柱融合模型等;体外模型包括椎间盘细胞模型、椎间盘组织模型等。本文根据近年兔腰椎间盘各种退变模型与修复的研究现状与进展作一综述。     

椎间盘退变动物模型的研究现状与进展

椎间盘退行性疾病（intervertebral disc degenerative diseases, IDDDs）是跟衰老相关的典型脊柱疾病，是造成下腰痛的主要原因，严重影响着患者的劳动能力和生活质量。关于IDDDs的发病机制目前尚不完全清楚，因而建立椎间盘退变的实验动物模型对于IDDDs的发生机制和临床前研究具有不可替代的作用。利用实验动物从不同方法诱发其椎间盘退变，可以部分模拟人类的椎间盘退变这一复杂的生理、病理过程，并以此探究椎间盘退行性疾病的病理发展过程和药物治疗手段。本文总结了当前常用的椎间盘退行性疾病的实验动物模型，并且对比不同动物模型的优缺点、适用性及局限性，建议实验者可以根据实验对象、实验时间、病理要求等条件，选定最适合其研究的椎间盘退变的动物模型。     

体外培养人正常椎间盘髓核细胞与退变髓核细胞的生物学性状比较:可以为干预退变髓核细胞提供最佳时机吗?

背景:人体椎间盘是一个承受载荷却又缺乏血管的结构,因而容易发生退行性变,但椎间盘退变的机制尚不明确。目的:通过体外培养人正常椎间盘髓核细胞与退变髓核细胞生物学性状比较,认识退变髓核细胞的细胞学退变时机。方法:分离、培养人正常及退变椎间盘髓核细胞,对两种细胞采用光镜、电镜等形态学方法进行大体形态和超微结构观察,采用生长曲线和XTT实验研究两种细胞的生长动力学差异,测定髓核细胞的活力和细胞Ⅱ型胶原及糖胺多糖的mRNA表达。结果与结论:退变椎间盘细胞至少要比正常椎间盘细胞提前2代出现形态学老化表现。退变髓核细胞表现为G1期阻滞,使细胞不能进入S期,细胞有丝分裂受到抑制。退变髓核细胞总体来说,生长要比正常髓核细胞快,但老化也较快。退变髓核细胞自第1代开始,Ⅱ型胶原和糖胺多糖的mRNA表达比同期正常髓核细胞低得多。说明在体外培养条件下,退变髓核细胞持续增殖能力低,更容易衰老、凋亡。提示退变髓核细胞体外培养衰老较快,进行干预试验逆转椎间盘退变的最佳时机为传2代之前的细胞。     

山羊腰椎间盘退变模型硬膜外胶原酶的注射

背景：采用椎间盘外、硬膜外腔注射胶原酶治疗椎间盘突出症的机制,目前尚不完全清楚。 目的：观察硬膜外注射胶原酶对椎间盘退变动物模型的作用。 方法：成年山羊6只,麻醉后作侧外方切口至腰椎体腹侧,椎板加压并用钢板螺钉固定,L₁/L₂,L₃/L₄椎间盘分别注射0.5 mL无水乙醇建立椎间盘退变模型。硬膜外注射实验用胶原酶1 mL,2周后处死动物,取出椎间盘,作电镜切片观察。 结果与结论：电镜下显示：退变的椎间盘纤维环上有裂隙,退变的椎间盘的胶原纤维明显溶解,未退变的椎间盘未有明显溶解。提示硬膜外注射胶原酶通过纤维环上的裂隙渗透到盘内,发生化学溶解作用,从而达到治疗作用。     

纤维环穿刺法与纤维环切开法建立兔椎间盘退变模型

背景:椎间盘退行性变模型的建立,是研究椎间盘退行性变病理过程和尝试基因治疗等的基础,建立的动物模型要求与人类椎间盘退行性变具有相似性和可比拟性,但目前尚缺乏公认的最佳实验动物模型。目的:比较纤维环穿刺法和纤维环切开法建立兔椎间盘退变动物模型的差异。方法:将32只新西兰大白兔以数字表法随机分为纤维环穿刺组和纤维环切开组。经腹膜外入路暴露L3/4、L4/5、L5/6椎间隙,纤维环穿刺组采取针刺纤维环,纤维环切开组采取尖刀切开纤维环,控制穿刺或切开的深度及方向。术后2,4,12,20周通过MRI和组织病理学检查观察腰椎间盘髓核变性及组织病理情况。结果与结论:术后4周,兔椎间盘髓核面积缩小,纤维环面积增大,髓核内T2加权像信号降低、变暗,椎间隙高度也开始下降,纤维环穿刺组T2信号强度评分较纤维环切开组低(P0.05);随着时间的进展,兔椎间盘T2信号强度评分逐步增高,椎间隙逐渐变窄,术后20周椎间盘T2信号强度评分达最高,两组比较差异无显著性意义。随着时间的进展,两组髓核内细胞含量逐渐减少,纤维软骨形成。提示纤维环穿刺法和纤维环切开法均可成功建立椎间盘退变模型,但纤维环切开法椎间盘的退变程度较纤维环穿刺法剧烈,建立的模型过程可能不是人体椎间盘自然退变的模拟过程,纤维环穿刺法比较真实地模拟了人类椎间盘损伤后的退变过程。     

兔椎间盘退变模型建立及骨形态发生蛋白7的表达

背景：骨形态发生蛋白7可以促进椎间盘组织合成细胞外基质。 目的：观察椎间盘退变兔模型骨形态发生蛋白7的表达。 方法：新西兰大白兔采用髓核抽吸法建立椎间盘退变动物模型,对照组暴露相应椎间隙后不进行任何干预。建模成功后,连续核磁共振观察椎间盘变化,12周后生化分析椎间盘中蛋白多糖含量,同时免疫组织化学检测退变的椎间盘组织中Ⅱ型胶原和骨形态发生蛋白7的表达。 结果与结论：建模后2周,核磁共振发现模型兔椎间盘开始退变,出现椎间隙狭窄,T2像上椎间盘信号强度减弱。建模后12周,模型兔椎间隙高度、T2信号强度、蛋白多糖含量、Ⅱ型胶原和骨形态发生蛋白7的表达均低于对照组(P < 0.05)。结果证实,实验采用髓核抽吸法成功建立了退变椎间盘兔模型,其退变的椎间盘组织中骨形态发生蛋白7的表达下降。