人椎间盘髓核细胞提取物的应用

背景^[1-4]

人椎间盘髓核细胞提取物提取自椎间盘髓核细胞，椎间盘髓核细胞分离自人椎间盘组织。人椎间盘髓核细胞分离椎间盘组织；椎间盘是连接相邻椎体两端的软骨盘。形成脊柱的软骨联合，属微动关节。厚度因脊柱部位和动物种类而有不同。颈部、尾部和腰部较厚，胸部较薄，荐部已骨化。狗的较厚，总厚度约占脊柱全长16%；有蹄兽较薄，仅占10%。

每一椎间盘由两部分构成：中央为脊索遗迹形成的胶冻状结构，称髓核，脊柱运动时可起缓冲作用；外周为纤维环，有纤维束斜向连接于相邻两椎端表面的软骨并与之结合，可限制髓核外逸。椎间盘随年龄而发生退行性变化，如髓核钙化、纤维环碎裂等，均可影响脊柱的运动。

髓核是位于椎间盘内、不接触椎体的白色而有弹性的胶样物质。出生时的髓核比较大而软，位于椎间盘的中央，不接触椎体。在生长发育过程中，髓核位置有变化。至成年时，髓核位于椎间盘偏后。髓核约占椎间盘横断面的50%～60%。在幼儿时，椎间盘内层纤维环行包绕在脊索细胞的周围。10岁后脊索细胞消失，仅有软而呈胶冻样的髓核。12岁时髓核几乎完全由疏松的纤维软骨和大量的胶原物质构成。

随着年龄的增长、胶原物质则被纤维软骨所取代。儿童的髓核结构与纤维环分界明显，老年髓核与纤维环分界不明显。髓核具有与水结合的能力。依据年龄的不同，水的含量可占髓核总量的75%～90%。年龄大则髓核水分减少。髓核在承受突然外力情况下，起吸收振荡的作用。在压力作用下髓核不能压缩，但能变形，将力传送到纤维环各部分，使纤维略延长或改变各层纤维的方向而分散压力。

在脊柱运动时，髓核作为运动的支柱，在一般情况下不能压缩，在脊柱作前屈、后伸和旋转运动时起类似轴承的作用。在承受力量时，髓核向各方均匀地传递力量，能够避免椎间盘某一方向过多的承受力量而造成纤维环的破裂、软骨盘的骨折及椎体的压力性骨吸收，从而起到应力平衡的作用。人椎间盘髓核细胞采用胶原酶-中性蛋白酶混合消化法并结合软骨细胞专用培养基培养筛选制备而来。

应用^[5][6]

人椎间盘髓核细胞提取物可用于离体椎间盘模型中压应力对髓核组织的生物效应及促退变机制的研究：

背景椎间盘退行性疾病是一种人群高发性疾病,其发病机理复杂。该疾病现有的临床治疗策略主要以缓解症状为主,不能从病因上防治椎间盘退变进程。因此深入研究和认识椎间盘退变机制具有重要的科学价值,将为寻找新的椎间盘退行性疾病的防治策略提供理论依据。压应力作用是椎间盘退变进程中的重要外部病理因素,以往临床观察和基础研究表明压应力对椎间盘退变发生率和椎间盘细胞的生物学行为具有重要的调控作用。

一方面,过度压应力刺激可促进椎间盘退变的发生,另一方面,特定条件的应力刺激可逆转椎间盘退变或维持椎间盘的健康状态。这正反两方面的不同效应提示压应力对椎间盘细胞可能存在“窗口”式生物学效应。此外,相关研究表明髓核细胞凋亡和衰老可能是相关病理因素导致椎间盘退变加速的重要原因。虽然已有研究表明高负荷压应力是椎间盘退变加速的重要外部病理因素,但关于高负荷压应力促进椎间盘髓核细胞凋亡和衰老的作用处于初步研究阶段。

将椎间盘置于智能化仿生组织培养系统中进行灌注培养,在第7和14天时分析两组髓核细胞活力、组织形态学变化(甲苯胺蓝和HE)、髓核细胞胞外基质代谢相关分子的基因表达、髓核组织胞外基质大分子(aggrecan和collagen II)的表达、髓核组织中生化组分(糖胺多糖GAG和羟脯氨酸HYP)含量;另外,在第14天时将两组椎间盘髓核组织生物活性与新鲜椎间盘髓核组织比较。

进一步培养14天后,与新鲜椎间盘髓核组织比较,分析髓核细胞活力、组织形态(阿利新蓝和HE染色)、髓核细胞分布、髓核组织MRI T2加权像、髓核细胞胞外基质代谢相关分子的基因表达、髓核组织胞外基质大分子(aggrecan和collagen II)的表达、髓核组织中生化组分(GAG和HYP)含量。

参考文献

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[6]李培.离体椎间盘模型中压应力对髓核组织的生物效应及促退变机制的研究[D].第三军医大学,2017.