骨形态发生蛋白2对退变椎间盘组织学和Ⅰ，Ⅱ型胶原的影响

背景：研究表明,退变椎间盘细胞外基质的主要变化是Ⅱ型胶原和蛋白多糖含量的减少和Ⅰ型胶原含量的增加。 目的：观察腺相关病毒介导的骨形态发生蛋白2基因(AAV-BMP-2)对兔退变腰椎间盘内髓核Ⅰ,Ⅱ型胶原的影响。 方法：将12只新西兰大白兔L2-3,L3-4,L4-5,L5-6椎间盘针刺制造退变模型后随机分为3组,每组4只。其中AAV-BMP-2组兔椎间盘注射AAV-BMP-2,AAV组兔椎间盘注射不携带目的基因的空载体,生理盐水组兔椎间盘注射生理盐水,注射后第8周处死动物取其相应的椎间盘常规石蜡包埋,组织切片,以苏木精-伊红染色观察其髓核组织学变化,免疫组织化学法检测髓核组织Ⅰ型、Ⅱ型胶原表达并进行半定量分析。 结果与结论：普通苏木精-伊红染色结果显示AAV-BMP-2组椎间盘内髓核细胞数目较多,呈单个或者簇状分布,髓核结构清晰,无纤维样组织填充。而AAV组和生理盐水组的组织结构相似,髓核内细胞数目少,髓核皱缩干瘪,细胞间为纤维样组织填充且排列紊乱。免疫组织化学染色显示：AAV-BMP-2组椎间盘髓核内Ⅱ型胶原的表达均高于AAV组和生理盐水组(P < 0.05);AAV-BMP-2组椎间盘髓核内Ⅰ型胶原的表达均低于AAV组和生理盐水组(P < 0.05)。结果说明,体内转染AAV-BMP-2能抑制椎间盘髓核细胞表达Ⅰ型胶原,促进椎间盘髓核细胞表达合成Ⅱ型胶原,提示维持椎间盘内胶原的含量、种类,可维持椎间盘内组织学的结构和形态,稳定髓核细胞生长环境,延缓椎间盘的退变。     

纤维环穿刺法与髓核抽吸法建立兔椎间盘退变模型的比较

目的:比较采用纤维环穿刺法和髓核抽吸法建立兔椎间盘退变动物模型的不同。方法:新西兰大白兔经腹膜外入路暴露腰3/4、腰4/5、腰5/6椎间隙,纤维环穿刺组采取针刺纤维环,髓核抽吸组抽吸髓核8周后核磁共振观察椎间盘变化,生化分析椎间盘中蛋白多糖含量,免疫组织化学检测Ⅱ型胶原表达。结果:术后8周与对照组相比,采用两种方法的椎间隙高度与T2信号手术前后变化比值,以及Ⅱ型胶原和蛋白多糖含量,差异显著。其中髓核抽吸组的Ⅱ型胶原和蛋白多糖含量明显低于纤维环穿刺组。结论:髓核抽吸法建立兔退变椎间盘模型退变程度大于纤维环穿刺法。     

关节突关节失稳致兔椎间盘退变的分子生物学评价

目的探讨新西兰大白兔腰椎关节突关节失稳诱发椎间盘退变(IVDD)的蛋白多糖和Ⅰ、Ⅱ型胶原基因的表达。方法30只新西兰大白兔。随机分为骨性手术组和软组织手术组。软组织手术组仅骨膜下剥离L3~L7的椎旁肌肉;骨性手术组完整切除L4、L5双侧下关节突、L5棘突,保留L5、L6上关节突。骨性手术组L4-5、L5-6椎间盘为实验组椎间盘,上下相邻的L3-4、L6-7为自身对照组椎间盘;软组织手术组L4-5、L5-6椎间盘为实验对照组椎间盘。术后1、2、4及8个月处死实验动物,RT-PCR检测椎间盘中蛋白多糖和Ⅰ、Ⅱ型胶原基因表达,并用磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)做内参照行半定量。结果随着术后时间的延长,各组蛋白多糖、Ⅱ型胶原表达量逐渐下降,Ⅰ型胶原表达量逐渐上升。相同时间段,蛋白多糖、Ⅱ型胶原实验组最低,实验对照组最高(P<0.01);Ⅰ型胶原实验组最高,实验对照组最低(P<0.01)。结论椎间失稳后可以诱发出IVDD。蛋白多糖、Ⅰ、Ⅱ型胶原基因表达能够较早反映出IVDD。     

纤维环损伤诱导兔椎间盘退变模型

目的:探讨纤维环刺伤法诱导腰椎间盘退变建立动物模型的可行性.方法:普通级新西兰大白兔(雄性,体质量约3.5 kg,1岁龄).分为正常对照组及模型组,以腰4～5椎问盘为正常对照组,以每只兔的腰2～3椎间盘为模型组.用16号穿刺针于腰2～3椎间盘纤维环前外侧刺入,分别于术前及术后4、8、16周对模型组及正常对照组椎问盘进行磁共振(MRI)检查,动物处死取材后行组织学及免疫组织化学观察.结果:术后4～16周,模型组椎间盘髓核MRI T<,2>W<,1>信号呈逐渐减弱趋势,组织学观察髓核脊索细胞逐渐减少,免疫组织化学观察到髓核中Ⅰ型胶原表达较正常对照组逐渐增多,而Ⅱ型胶原表达较对照组逐渐减少.结论:本实验可为椎间盘退变的进一步研究提供动物模型.     

骨形态发生蛋白-7及其受体的信号转导

骨形态发生蛋白-7(BMP-7)是BMP家族中的一员,具有高效的骨诱导活性,属于转化生长因子-β(TGF-β)超家族成员。BMP-7受体属于转化生长因子β(TGF-β)受体超家族的成员,是一种膜蛋白受体。BMP-7首先与Ⅱ型跨膜丝/苏氨酸激酶受体(ActRⅡ、ⅡB)结合,受体的蛋白激酶活性被激活,再与Ⅰ型受体(主要是ALK2)结合,形成异源二聚体,催化Ⅰ型受体GS区的丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。Ⅰ型受体被激活后,作用于Smad1、Smad5或Smad8的C端SSXS模体,使其磷酸化,再与Smad4形成复合物,进入核内与多种转录因子相互作用发挥基因调控作用。     

大鼠颈椎间盘老化及退变过程中髓核形态变化规律的实验研究

目的：研究颈椎间盘自然老化及退变过程中髓核软骨样细胞的来源和脊索性髓核向纤维软骨性髓核转化的规律及其与颈椎间盘退变的关系。方法：4周龄SD大鼠76只，随机分成两组。实验组40只大鼠通过截除前肢制备双后肢大鼠颈椎间盘退变的动物模型，按术后3、6、9、12个月4个时间段分组，每组10只；对照组36只大鼠未予处置，按实验开始后4、8、12、16个月分4组，每组9只。制备C4-5，C5-6和C6-7椎间盘中矢状面组织学切片，行HE、番红-O染色，研究观察不同老化及退变程度颈椎间盘髓核中软骨样细胞的起源和脊索性髓核向纤维软骨性髓核转化的规律。结果：随着颈椎间盘的不断老化，终板的软骨细胞向髓核迁移，脊索性髓核向心性皱缩并最终完全被纤维软骨性髓核取代，在此过程中，软骨终板的厚度逐渐变薄，进而出现缺损或断裂；在颈椎间盘退变的过程中，这一转化完成的更快、更早。结论：髓核中的软骨样细胞由终板的软骨细胞迁移而来，通过向心性的产生和沉积胶原纤维，脊索性髓核逐渐被纤维软骨性髓核替代，这一过程既是颈椎间盘成熟和老化的自然环节也可能是颈椎间盘退变的启动环节。     

骨形态发生蛋白7在骨科的应用

背景：骨形态发生蛋白家族因具有独特的异位骨诱导活性而被发现并被命名为骨形态发生蛋白,与胚胎组织的发育、功能维持及组织的修复均密切相关,是诱导骨发生的主要活性因子。骨形态发生蛋白7是骨形态发生蛋白家族中的一员,主要在骨、肾组织中表达,与胚胎组织的发育、功能维持及组织的修复均密切相关。 目的：全面了解骨形态发生蛋白7在骨发育和骨折愈合过程中的表达及作用。 方法：电子检索和计算机Medline数据库1990/2010收录的骨形态发生蛋白相关综述和论文报告,并分析生物学作用及调控途径的研究进展。 结果与结论：随着研究的深入,骨形态发生蛋白7可望在骨折愈合、退行性骨关节炎、相关骨病的防治中发挥重要的作用。骨形态发生蛋白7的生物学活性使其对骨折、骨缺损、延迟愈合,骨不连、骨质疏松等多种骨科疾病的治疗具有巨大的临床应用价值。已有证据表明骨形态发生蛋白局部应用或骨形态发生蛋白涂层有利于假体-骨界面的骨整合,包括假体周围骨缺损的治疗。     

细胞移植治疗椎间盘退变研究进展

椎间盘退变性疾病(Disc Degeneration Disease,DDD)是中老年人的常见病和多发病,随着人们劳动方式和生活方式的改变,椎间盘退变的发病率正逐年上升,且有年轻化趋势。目前这类疾病的治疗主要是非手术及手术两种方法,但均不能从组织学上根本逆转椎间盘细胞退变。近年     

骨形态发生蛋白-7的研究进展

骨形态发生蛋白 7是转化生长因子 β (TGF β)超家族中的一员 ,最初因其能促进造骨细胞的分化和诱导异位骨的形成而得名。随着研究的深入 ,发现BMP 7的生物学功能不仅限于其诱导成骨活性 ,而且涉及全身许多器官的发育和形成 ,在骨、肾、肾上腺、膀胱和脑组织以及某些骨肉瘤细胞中都有表达。在许多肾脏疾病模型中 ,可以阻止肾小管间隙纤维化保护肾脏功能。     

转腺病毒-人骨形态发生蛋白7软骨细胞分泌的透明质酸和Ⅱ型胶原

背景：软骨细胞自身分裂能力不强和去分化现象限制了其在组织工程中的应用。 目的：观察腺病毒-骨形态发生蛋白7转染兔软骨细胞后骨形态发生蛋白7的表达及其对软骨细胞分泌Ⅱ型胶原和透明质酸功能的影响。 方法：包装骨形态发生蛋白7腺病毒载体,将其转染至兔第2代软骨细胞。检测骨形态发生蛋白7 mRNA及蛋白的表达;检测软骨细胞中Ⅱ型胶原和透明质酸的变化。 结果与结论：转染腺病毒-骨形态发生蛋白7后48,72 h,RT-PCR和Western blot方法显示软骨细胞表达的骨形态发生蛋白7 mRNA和蛋白均明显增加,RT-PCR和ELISA显示软骨细胞分泌的Ⅱ型胶原和透明质酸也显著增加。说明应用腺病毒可成功将骨形态发生蛋白7转染至兔软骨细胞,并能促进软骨细胞分泌Ⅱ型胶原和透明质酸。     

骨形成蛋白-7基因逆转录病毒载体的构建及其表达

目的：实现骨形成蛋白—7(BMP—7)基因在骨髓基质干细胞中的稳定、长久表达。方法：构建重组BMP—7逆转录病毒表达载体。通过PT67包装细胞克隆，嘌呤霉素筛选、扩增，获得含BMF—7基因的逆转录病毒液，直接感染骨髓基质干细胞，用免疫组化方法检测BMP—7的表达。结果：成功地构建了重组BMP—7逆转录病毒表达载体，并可在骨髓基质干细胞中表达BMP—7。结论：重组逆转录病毒表达载体转染的靶细胞可表达BMP—7，为组织工程中骨和软骨种子细胞的研究奠定了基础。     

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。     

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.     

Smoking and intervertebral disc degeneration

Cigarette smokers have an increased risk of low back pain which may be caused by disc degeneration and spinal instability, for example. Ischemia, apoptosis, faulty synthesis of disc macromolecules, and an imbalance between disc matrix proteinases and their inhibitors may be involved in the pathogenesis of disc degeneration. Along with degeneration, the primary avascular disc turns vascular. There is some evidence that disc degeneration of cigarette smokers is of more severe degree than that of non-smokers.Cigarette-smoking increases serum proteolytic activity by releasing proteolytic enzymes from neutrophils in alveolar capillaries, and by inhibiting the activity of alpha-1-antiprotease, the most potent protease inhibitor.We hypothesize that the high serum proteolytic activity of cigarette-smokers gets access to a previously degenerated neovascularized disc and speeds up the degerative process. The increased proteolytic activity may also weaken the spinal ligaments resulting in spinal instability. These processes may explain the increased risk of low back pain of cigarette smokers.     

人骨形成蛋白7重组腺病毒载体的构建及其在牙周膜细胞中的表达

目的 研究腺病毒介导人骨形成蛋白7(BMP-7)基因转染人牙周膜细胞(PDLC)后目的 基因的表达及对人PDLC增殖的影响.方法 通过PCR扩增,获得BMP-7基因片段,酶切亚克隆到穿梭质粒pShuttle-CMV-BMP-7上,在293细胞内和质粒pBHGE3同源重组得到腺病毒载体质粒Ad-BMP-7,PCR扩增目的 基因鉴定重组腺病毒,扩增纯化后测定滴度.体外培养人PDLC,Ad-BMP-7转染人PDLC,免疫印迹法(Westernblot)检测BMP-7的表达,噻唑蓝(MTT)比色法检测转基因细胞的增殖情况.结果 PCR显示BMP-7基因重组腺病毒载体构建成功,病毒滴度为1.785×1012 pfu/ml.Ad-BMP-7转染人PDLC后可检测到BMP-7表达.转染BMP-7对人PDLC增殖没有明显影响.结论 构建的BMP-7腺病毒表达载体可有效转染人PDLC,并在体外高效表达.     

人骨形成蛋白7重组腺病毒载体的构建及其在牙周膜细胞中的表达

Objective To investigate the expression of adenovirus-transfected human bone morphogenetic protein-7 (BMP-7) in human periodontal ligament cells(PDLCs) and its effect on PDLCs proliferation after transfection. Methods The BMP-7 fragment was amplified by PCR according to the pCMV-SPORT6-BMP-7, and the fragment was cloned into pShuttle-CMV-BMP-7, then it was homogenously recombined with pBHGE3 in 293 cells to obtain adenovirus expression vector containing BMP-7 (Ad-BMP-7). Ad-BMP-7 was identified and the titer of virus was measured after amplification and purification. Ad-RMP-7 transfected human PDLCs in vitro. The BMP-7 protein expression and proliferation of transfected PDLCs were detected by Western blot and MTT assay respectively. Results PCR analysis confirmed that the human BMP-7 gene was successfully inserted into the adenovirus vector. The titer of the recombinant adenovirus was 1.785×1012 pfu/ml. Expression of BMP-7 protein was detected in PDLCs transfected with Ad-BMP-7. The MTT test showed no significant difference between PDLCs transfected with or without Ad-BMP-7. Conclusions Adenovirus expression vector containing BMP-7 can transfect human PDLCs successfully with high expresion of BMP-7 in PDLCs in vitro.     

骨形成蛋白信号分子在小鼠椎间盘发育中的表达

目的:探索促进成骨相关的骨形成蛋白(BMP)-2、-4、-6、-7、-9以及抑制成骨作用的BMP-3在小鼠不同年龄段椎间盘中表达情况,为椎间盘发育过程中BMP信号途径的研究奠定重要基础.方法:解剖获取出生后1d、3d、1周、1个月、3个月、6个月龄小鼠的椎间盘及胸腰椎脊柱.RT-PCR检测BMP-2、-3、-4、-6、-7、-9在生后不同年龄段小鼠椎间盘的表达情况,免疫印迹及免疫组织化学验证在RT-PCR中有明显表达差异的BMP-3、-6.结果:RT-PCR结果显示BMP-2、-7、-9的表达在小鼠椎间盘组织中有一定的基础表达,但随着年龄增大没有明显的变化趋势,而BMP-3和BMP-6的表达整体呈现出下降的趋势,BMP-4在椎间盘中无表达,免疫印迹及免疫组织化学结果也证实BMP-3和BMP-6随着小鼠椎间盘的发育表达降低.结论:正常小鼠脊柱,随着年龄的增加,椎间盘中BMP-2、-7、-9的表达无明显变化趋势,各年龄段都维持着一定量的表达,BMP-3和BMP-6的表达整体呈现出下降的趋势,具有明显成骨作用的BMP-4则没有表达.     

人退变椎间盘组织的基因表达谱

目的：研究人类退变椎间盘的基因表达谱,分析人退变椎间盘基因表达水平的变化。方法：按条件优化的一步法抽提人退变及正常椎间盘组织的总RNA各3例,分别用cy3,cy5荧光标记,获得2组椎间盘cDNA的探针,与含有4096条人类全长基因的cDNA表达谱芯片杂交,扫描芯片荧光信号图像,对所获得的基因进行生物信息学分析。结果：在4096条基因中,有差异表达的基因706条,358条基因表达量明显下降,298条基因表达量明显上升。在有差异表达的基因中,细胞凋亡相关类蛋白8条,其中上皮细胞膜蛋白(EMP-1)基因的表达上调明显。结论：退变椎间盘的基因表达发生变化,细胞凋亡增加可能是椎间盘退变发生和发展的因素之一。     

新型兔腰椎间盘退变模型的建立

目的：采用兔腰椎间盘内显微注射120KDa Fn片段构建腰椎间盘退变动物模型，并探讨该模型的有效性和优势。方法：新西兰大白兔30只，侧前方入路前方暴露L4-6椎间盘，微量注射器于L4-6注射120kDa Fn片段作为试验组，L，注射PBS作为对照组。分别于第2、4、8、12、16周对椎间盘进行X线、MRI、大体解剖和HE、Massion、高碘酸-Schiff染色组织病理学检测。结果：大体组织观察见术后第8周开始纤维环各层间分界模糊，外侧可见瘢痕样增生，16周出现骨样组织形成。病理染色见术后4周开始纤维环胶原出现断裂等退行性变，蛋白多糖含量降低。MRI观察发现第12周髓核高信号区强度下降，16周信号基本消失。对照组无明显变化。结论：120kDa Fn片段是诱导兔腰椎间盘退变简单、确切的方法，该方法为建立腰椎间盘退变模型提供了新思路，建立了新的腰椎间盘退变动物模型。