Σας ευχαριστούμε που επισκεφθήκατε το Nature.com. Η έκδοση του προγράμματος περιήγησης που χρησιμοποιείτε έχει περιορισμένη υποστήριξη CSS. Για καλύτερα αποτελέσματα, συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε ένα νεότερο πρόγραμμα περιήγησης (ή να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία συμβατότητας στο Internet Explorer). Εν τω μεταξύ, για να διασφαλίσουμε τη συνεχιζόμενη υποστήριξη, θα εμφανίσουμε τον ιστότοπο χωρίς στυλ και JavaScript.
Η ίδρυση ζωικών μοντέλων της Modic Change (MC) είναι μια σημαντική βάση για τη μελέτη MC. Πενήντα τέσσερα λευκά κουνέλια της Νέας Ζηλανδίας χωρίστηκαν σε ομάδα ψεύτικης λειτουργίας, ομάδα εμφύτευσης μυών (ομάδα ME) και ομάδα εμφύτευσης Pulposus πυρήνα (ομάδα NPE). Στην ομάδα NPE, ο μεσοσπονδύλιος δίσκος εκτέθηκε με πρόσθια οσφυϊκή χειρουργική προσέγγιση και χρησιμοποιήθηκε μια βελόνα για να τρυπήσει το σπονδυλικό σώμα L5 κοντά στην τελική πλάκα. Το NP εκχυλίστηκε από το μεσοσπονδύλιο L1/2 με σύριγγα και εγχύθηκε σε αυτό. Διάτρηση μιας τρύπα στο υποσπονδυλικό οστό. Οι χειρουργικές επεμβάσεις και οι μέθοδοι γεώτρησης στην ομάδα εμφύτευσης μυών και στην ομάδα ψεύτικης λειτουργίας ήταν οι ίδιες με αυτές της ομάδας εμφύτευσης ΝΡ. Στην ομάδα ME, ένα κομμάτι μυών τοποθετήθηκε στην τρύπα, ενώ στην ομάδα ψεύτικης λειτουργίας, τίποτα δεν τοποθετήθηκε στην τρύπα. Μετά τη λειτουργία, διεξήχθησαν σάρωση MRI και μοριακές βιολογικές δοκιμές. Το σήμα στην ομάδα NPE άλλαξε, αλλά δεν υπήρξε προφανής αλλαγή σήματος στην ομάδα ψεύτικης λειτουργίας και στην ομάδα ME. Η ιστολογική παρατήρηση έδειξε ότι παρατηρήθηκε μη φυσιολογικός πολλαπλασιασμός ιστών στη θέση εμφύτευσης και η έκφραση των IL-4, IL-17 και IFN-γ αυξήθηκε στην ομάδα NPE. Η εμφύτευση του NP στο υποστρωτικό οστό μπορεί να σχηματίσει ένα ζωικό μοντέλο MC.
Οι τροπικές αλλαγές (MC) είναι αλλοιώσεις των σπονδυλικών τελικών πλαισίων και του γειτονικού μυελού των οστών ορατών σε απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI). Είναι αρκετά συνηθισμένα σε άτομα με συναφή συμπτώματα1. Πολλές μελέτες έχουν υπογραμμίσει τη σημασία του MC λόγω της σύνδεσής του με τον πόνο χαμηλής πλάτης (LBP) 2,3. Οι De Roos et al.4 και Modic et al.5 περιγράφηκαν ανεξάρτητα για πρώτη φορά τρεις διαφορετικούς τύπους ανωμαλιών του υποσπονδυλικού σήματος στον σπονδυλικό μυελό των οστών. Οι αλλαγές Modic Type I είναι hypointense σε αλληλουχίες T1-σταθμισμένης (T1W) και HyperIntense σε T2-σταθμισμένες (T2W) αλληλουχίες. Αυτή η βλάβη αποκαλύπτει τις βάσεις των ρωγμών και τον γειτονικό ιστό αγγειακής κοκκοποίησης στον μυελό των οστών. Οι μεταβολές του Modic τύπου II δείχνουν υψηλό σήμα τόσο στις ακολουθίες T1W όσο και T2W. Σε αυτόν τον τύπο βλάβης, μπορεί να βρεθεί καταστροφή τελικής πλάκας, καθώς και ιστολογική αντικατάσταση λιπαρών λιπαρών του παρακείμενου μυελού των οστών. Οι μεταβολές του Modic τύπου III δείχνουν χαμηλό σήμα σε αλληλουχίες T1W και T2W. Οι σκληρωτικές αλλοιώσεις που αντιστοιχούν στις τελικές πλάκες έχουν παρατηρηθεί6. Το MC θεωρείται παθολογική ασθένεια της σπονδυλικής στήλης και συνδέεται στενά με πολλές εκφυλιστικές ασθένειες της σπονδυλικής στήλης7,8,9.
Λαμβάνοντας υπόψη τα διαθέσιμα δεδομένα, αρκετές μελέτες έδωσαν λεπτομερείς πληροφορίες για την αιτιολογία και τους παθολογικούς μηχανισμούς του MC. Albert et αϊ. πρότεινε ότι το MC μπορεί να προκληθεί από την κήλη του δίσκου8. Hu et αϊ. αποδίδεται MC σε έντονο εκφυλισμό δίσκου10. Ο Kroc πρότεινε την έννοια της "ρήξης εσωτερικού δίσκου", η οποία δηλώνει ότι το επαναλαμβανόμενο τραύμα του δίσκου μπορεί να οδηγήσει σε μικροβολίες στην τελική πλάκα. Μετά τον σχηματισμό σχισμής, η καταστροφή του τελικού πλαισίου από τον πυρήνα pulposus (NP) μπορεί να προκαλέσει αυτοάνοση ανταπόκριση, η οποία οδηγεί περαιτέρω στην ανάπτυξη του MC11. Ma et αϊ. μοιράστηκε μια παρόμοια άποψη και ανέφερε ότι η αυτοανοσία που προκαλείται από NP διαδραματίζει βασικό ρόλο στην παθογένεση του MC12.
Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, ειδικά τα λεμφοκύτταρα CD4+ Τ, διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην παθογένεση της αυτοανοσίας13. Το πρόσφατα ανακαλυφθεί Th17 υποσύνολο παράγει την προφλεγμονώδη κυτοκίνη IL-17, προάγει την έκφραση της χημειοκίνης και διεγείρει τα Τ κύτταρα σε κατεστραμμένα όργανα για την παραγωγή ΙΡΝ-γ14. Τα κύτταρα Th2 παίζουν επίσης ένα μοναδικό ρόλο στην παθογένεση των ανοσοαποκρίσεων. Η έκφραση της IL-4 ως αντιπροσωπευτικού κυττάρου Th2 μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές ανοσοπαθολογικές συνέπειες15.
Παρόλο που έχουν διεξαχθεί πολλές κλινικές μελέτες σε MC16,17,18,19,20,21,22,23,24, εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη κατάλληλων πειραματικών μοντέλων ζώων που μπορούν να μιμηθούν τη διαδικασία MC που εμφανίζεται συχνά στους ανθρώπους και μπορεί να είναι χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση της αιτιολογίας ή νέων θεραπειών όπως η στοχοθετημένη θεραπεία. Μέχρι σήμερα, έχουν αναφερθεί μόνο μερικά ζωικά μοντέλα MC για να μελετήσουν τους υποκείμενους παθολογικούς μηχανισμούς.
Με βάση την αυτοάνοση θεωρία που πρότεινε οι Albert και MA, η μελέτη αυτή καθιέρωσε ένα απλό και αναπαραγώγιμο μοντέλο MC κουνελιού με αυτόματη μεταμόσχευση NP κοντά στην διάτρητη σπονδυλική τελική πλάκα. Άλλοι στόχοι είναι να παρατηρηθούν τα ιστολογικά χαρακτηριστικά των ζωικών μοντέλων και να αξιολογηθούν οι ειδικοί μηχανισμοί του NP στην ανάπτυξη του MC. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούμε τεχνικές όπως η μοριακή βιολογία, η μαγνητική τομογραφία και οι ιστολογικές μελέτες για να μελετήσουμε την εξέλιξη του MC.
Δύο κουνέλια πέθαναν από αιμορραγία κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης και τέσσερα κουνέλια πέθαναν κατά τη διάρκεια της αναισθησίας κατά τη διάρκεια της μαγνητικής τομογραφίας. Τα υπόλοιπα 48 κουνέλια επέζησαν και δεν έδειξαν συμπεριφορικά ή νευρολογικά συμπτώματα μετά από χειρουργική επέμβαση.
Η μαγνητική τομογραφία δείχνει ότι η ένταση του σήματος του ενσωματωμένου ιστού σε διαφορετικές οπές είναι διαφορετική. Η ένταση του σήματος του σπονδυλικού σώματος L5 στην ομάδα NPE μεταβλήθηκε σταδιακά στις 12, 16 και 20 εβδομάδες μετά την εισαγωγή (η αλληλουχία T1W έδειξε χαμηλό σήμα και η αλληλουχία T2W έδειξε μικτό σήμα συν χαμηλό σήμα) (Εικόνα 1C), ενώ οι εμφανίσεις MRI Από τις άλλες δύο ομάδες ενσωματωμένων τμημάτων παρέμειναν σχετικά σταθερές κατά την ίδια περίοδο (Εικόνα 1Α, β).
(Α) Αντιπροσωπευτικές διαδοχικές μαγνητικές τομογραφίες της οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης σε 3 χρονικά σημεία. Δεν βρέθηκαν ανωμαλίες σήματος στις εικόνες της ομάδας ψεύτικης λειτουργίας. (Β) Τα χαρακτηριστικά του σήματος του σπονδυλικού σώματος στην ομάδα ME είναι παρόμοια με εκείνα της ομάδας ψεύτικης λειτουργίας και δεν παρατηρείται σημαντική αλλαγή σήματος στη θέση ενσωμάτωσης με την πάροδο του χρόνου. (Γ) Στην ομάδα NPE, το χαμηλό σήμα είναι σαφώς ορατό στην ακολουθία T1W και το μικτό σήμα και το χαμηλό σήμα είναι σαφώς ορατά στην ακολουθία T2W. Από την περίοδο των 12 εβδομάδων έως την περίοδο των 20 εβδομάδων, τα σποραδικά υψηλά σήματα που περιβάλλουν τα χαμηλά σήματα στην μείωση της ακολουθίας T2W.
Η προφανής υπερπλασία των οστών μπορεί να παρατηρηθεί στη θέση εμφύτευσης του σπονδυλικού σώματος στην ομάδα NPE και η υπερπλασία των οστών εμφανίζεται ταχύτερα από 12 έως 20 εβδομάδες (Εικόνα 2C) σώματα · Ομάδα Sham και ME Group (Εικόνα 2C) 2Α, Β).
(Α) Η επιφάνεια του σπονδυλικού σώματος στο εμφυτευμένο τμήμα είναι πολύ ομαλή, η οπή θεραπεύει καλά και δεν υπάρχει υπερπλασία στο σπονδυλικό σώμα. (Β) Το σχήμα της εμφυτευμένης τοποθεσίας στην ομάδα ME είναι παρόμοιο με αυτό της ομάδας λειτουργίας ψεύτικου και δεν υπάρχει προφανής αλλαγή στην εμφάνιση του εμφυτευμένου χώρου με την πάροδο του χρόνου. (Γ) Η υπερπλασία των οστών εμφανίστηκε στην εμφυτευμένη θέση στην ομάδα NPE. Η υπερπλασία των οστών αυξήθηκε ταχέως και ακόμη και επεκτάθηκε μέσω του μεσοσπονδύλιου δίσκου στο αντίθετο σπονδυλικό σώμα.
Η ιστολογική ανάλυση παρέχει λεπτομερέστερες πληροφορίες σχετικά με τον σχηματισμό οστών. Το σχήμα 3 δείχνει τις φωτογραφίες των μετεγχειρητικών τμημάτων που χρωματίζονται με H & E. Στην ομάδα ψεύτικης λειτουργίας, τα χονδροκύτταρα ήταν καλά διατεταγμένα και δεν ανιχνεύθηκε πολλαπλασιασμός κυττάρων (Εικόνα 3Α). Η κατάσταση στην ομάδα ME ήταν παρόμοια με εκείνη της ομάδας ψεύτικης λειτουργίας (Εικόνα 3Β). Ωστόσο, στην ομάδα NPE, παρατηρήθηκε μεγάλος αριθμός χονδροκυττάρων και πολλαπλασιασμός κυττάρων τύπου ΝΡ στη θέση εμφύτευσης (Εικόνα 3C).
(Α) Τα δοκίδια μπορούν να παρατηρηθούν κοντά στην τελική πλάκα, τα χονδροκύτταρα είναι διατεταγμένα με ομοιόμορφο μέγεθος και σχήμα και δεν υπάρχει πολλαπλασιασμός (40 φορές). (Β) Η κατάσταση της θέσης εμφύτευσης στην ομάδα ME είναι παρόμοια με εκείνη της ομάδας ψεύτικων. Τα δοκίδια και τα χονδροκύτταρα μπορούν να παρατηρηθούν, αλλά δεν υπάρχει προφανής πολλαπλασιασμός στη θέση εμφύτευσης (40 φορές). (Β) Μπορεί να φανεί ότι τα χονδροκύτταρα και τα κύτταρα που μοιάζουν με ΝΡ πολλαπλασιάζονται σημαντικά και το σχήμα και το μέγεθος των χονδροκυττάρων είναι ανομοιογενή (40 φορές).
Η έκφραση του mRNA της ιντερλευκίνης 4 (IL-4), της ιντερλευκίνης 17 (IL-17) και του mRNA ιντερφερόνης γ (ΙΡΝ-γ) παρατηρήθηκε τόσο στις ομάδες NPE όσο και σε ΜΕ. Όταν συγκρίθηκαν τα επίπεδα έκφρασης των γονιδίων στόχων, οι εκφράσεις γονιδίων των IL-4, IL-17 και IFN-γ αυξήθηκαν σημαντικά στην ομάδα NPE σε σύγκριση με αυτά της ομάδας ME και της ομάδας λειτουργίας ψεύτικου (Εικόνα 4) (P <0,05). Σε σύγκριση με την ομάδα λειτουργίας ψεύτικου, τα επίπεδα έκφρασης των IL-4, IL-17 και IFN-γ στην ομάδα ME αυξήθηκαν μόνο ελαφρώς και δεν έφθασαν στατιστική αλλαγή (P> 0,05).
Η έκφραση mRNA των IL-4, IL-17 και IFN-γ στην ομάδα NPE έδειξε σημαντικά υψηλότερη τάση από εκείνες της ομάδας λειτουργίας ψεύτικου και της ομάδας ME (P <0,05).
Αντίθετα, τα επίπεδα έκφρασης στην ομάδα ME δεν έδειξαν σημαντική διαφορά (P> 0,05).
Η ανάλυση στυπώματος Western πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας εμπορικά διαθέσιμα αντισώματα έναντι IL-4 και IL-17 για να επιβεβαιωθεί το αλλοιωμένο πρότυπο έκφρασης mRNA. Όπως φαίνεται στα Σχήματα 5Α, Β, σε σύγκριση με την ομάδα ME και την ομάδα λειτουργίας ψεύτικης λειτουργίας, τα επίπεδα πρωτεΐνης των IL-4 και IL-17 στην ομάδα NPE αυξήθηκαν σημαντικά (P <0,05). Σε σύγκριση με την ομάδα λειτουργίας ψεύτικου, τα επίπεδα πρωτεΐνης των IL-4 και IL-17 στην ομάδα ME απέτυχαν επίσης να φθάσουν στατιστικά σημαντικές αλλαγές (P> 0,05).
(Α) Τα επίπεδα πρωτεΐνης των IL-4 και IL-17 στην ομάδα NPE ήταν σημαντικά υψηλότερα από αυτά της ομάδας ME και του εικονικού φαρμάκου (P <0,05). (Β) Ιστορικό στυπώματος Western.
Λόγω του περιορισμένου αριθμού ανθρώπινων δειγμάτων που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης, οι σαφείς και λεπτομερείς μελέτες σχετικά με την παθογένεση του MC είναι κάπως δύσκολες. Προσπαθήσαμε να δημιουργήσουμε ένα ζωικό μοντέλο MC για να μελετήσουμε τους πιθανούς παθολογικούς μηχανισμούς του. Ταυτόχρονα, η ακτινολογική αξιολόγηση, η ιστολογική αξιολόγηση και η μοριακή βιολογική αξιολόγηση χρησιμοποιήθηκαν για να ακολουθήσουν την πορεία του MC που προκλήθηκε από το NP Autograft. Ως αποτέλεσμα, το μοντέλο εμφύτευσης ΝΡ οδήγησε σε σταδιακή μεταβολή της έντασης σήματος από χρονικά σημεία 12 εβδομάδων έως 20 εβδομάδων (μικτό χαμηλό σήμα σε αλληλουχίες T1W και χαμηλό σήμα σε αλληλουχίες T2W), υποδεικνύοντας αλλαγές ιστού και ιστολογική και μοριακή και μοριακή Οι βιολογικές αξιολογήσεις επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα της ακτινολογικής μελέτης.
Τα αποτελέσματα αυτού του πειράματος δείχνουν ότι εμφανίστηκαν οπτικές και ιστολογικές αλλαγές στη θέση της παραβίασης του σπονδυλικού σώματος στην ομάδα NPE. Ταυτόχρονα, παρατηρήθηκαν η έκφραση των γονιδίων IL-4, IL-17 και IFN-γ, καθώς και IL-4, IL-17 και IFN-γ, υποδεικνύοντας ότι η παράβαση ιστού αυτόλογου πυρήνα πυρήνα στο σπονδυλικό Το σώμα μπορεί να προκαλέσει μια σειρά σήματος και μορφολογικών αλλαγών. Είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι τα χαρακτηριστικά σήματος των σπονδυλικών σωμάτων του ζωικού μοντέλου (χαμηλό σήμα στην αλληλουχία T1W, μικτό σήμα και χαμηλό σήμα στην αλληλουχία T2W) είναι πολύ παρόμοια με αυτά των ανθρώπινων σπονδυλικών κυττάρων και τα χαρακτηριστικά MRI επίσης Επιβεβαιώστε τις παρατηρήσεις της ιστολογίας και της ακαθάριστης ανατομίας, δηλαδή οι αλλαγές στα κύτταρα του σπονδυλικού σώματος είναι προοδευτικές. Αν και η φλεγμονώδη απόκριση που προκαλείται από οξεία τραύμα μπορεί να εμφανιστεί σύντομα μετά την παρακέντηση, τα αποτελέσματα της μαγνητικής τομογραφίας έδειξαν ότι οι προοδευτικά αυξανόμενες μεταβολές του σήματος εμφανίστηκαν 12 εβδομάδες μετά την παρακέντηση και συνέχισαν έως και 20 εβδομάδες χωρίς σημάδια ανάκτησης ή αναστροφής αλλαγών στη μαγνητική τομογραφία. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι το αυτόλογο σπονδυλικό NP είναι μια αξιόπιστη μέθοδος για την καθιέρωση προοδευτικής MV σε κουνέλια.
Αυτό το μοντέλο διάτρησης απαιτεί επαρκή δεξιότητα, χρόνο και χειρουργική προσπάθεια. Σε προκαταρκτικά πειράματα, η ανατομή ή η υπερβολική διέγερση των παραφυγικών συνδέσμων μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό σπονδυλικών οστεοφυτών. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να μην βλάψει ή να ερεθίσει τους γειτονικούς δίσκους. Δεδομένου ότι το βάθος της διείσδυσης πρέπει να ελέγχεται για να επιτευχθεί συνεπή και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα, κάναμε χειροκίνητα ένα βύσμα κόβοντας το θήκη μιας βελόνας μήκους 3 mm. Η χρήση αυτού του βύσματος εξασφαλίζει ομοιόμορφο βάθος διάτρησης στο σπονδυλικό σώμα. Σε προκαταρκτικά πειράματα, τρεις ορθοπεδικοί χειρουργοί που εμπλέκονται στη λειτουργία βρήκαν βελόνες 16-gauge ευκολότερο να εργάζονται με βελόνες 18-gauge ή άλλες μεθόδους. Για να αποφευχθεί η υπερβολική αιμορραγία κατά τη διάρκεια της γεώτρησης, κρατώντας τη βελόνα ακόμα για λίγο, θα παρέχει μια πιο κατάλληλη οπή εισαγωγής, υποδηλώνοντας ότι ένας ορισμένος βαθμός MC μπορεί να ελεγχθεί με αυτόν τον τρόπο.
Αν και πολλές μελέτες έχουν στοχεύσει MC, λίγα είναι γνωστά για την αιτιολογία και την παθογένεση του MC25,26,27. Με βάση τις προηγούμενες μελέτες μας, διαπιστώσαμε ότι η αυτοανοσία παίζει βασικό ρόλο στην εμφάνιση και την ανάπτυξη του MC12. Η μελέτη αυτή εξέτασε την ποσοτική έκφραση των IL-4, IL-17 και IFN-γ, οι οποίες είναι οι κύριες οδούς διαφοροποίησης των κυττάρων CD4+ μετά από διέγερση αντιγόνου. Στη μελέτη μας, σε σύγκριση με την αρνητική ομάδα, η ομάδα NPE είχε υψηλότερη έκφραση IL-4, IL-17 και IFN-γ και τα επίπεδα πρωτεΐνης των IL-4 και IL-17 ήταν επίσης υψηλότερα.
Κλινικά, η έκφραση mRNA IL-17 αυξάνεται σε κύτταρα ΝΡ από ασθενείς με κήλη δίσκου28. Τα αυξημένα επίπεδα έκφρασης IL-4 και IFN-γ βρέθηκαν επίσης σε ένα οξείας μη συμπιεστικής μοντέλου κήρυξης δίσκου σε σύγκριση με τους υγιείς μάρτυρες29. Η IL-17 διαδραματίζει βασικό ρόλο στη φλεγμονή, τραυματισμό ιστών σε αυτοάνοσες ασθένειες30 και ενισχύει την ανοσοαπόκριση στο ΙΡΝ-γ31. Η ενισχυμένη βλάβη ιστού με τη μεσολάβηση της IL-17 έχει αναφερθεί σε ποντίκια MRL/LPR και ευαίσθητα στην αυτοανοσία-ευαίσθητα ποντίκια33. Η IL-4 μπορεί να αναστέλλει την έκφραση των προφλεγμονωδών κυτοκινών (όπως η IL-1β και TNFa) και η ενεργοποίηση των μακροφάγων34. Αναφέρθηκε ότι η έκφραση mRNA της IL-4 ήταν διαφορετική στην ομάδα NPE σε σύγκριση με την IL-17 και την IFN-γ την ίδια χρονική στιγμή. Η έκφραση του mRNA της IFN-γ στην ομάδα NPE ήταν σημαντικά υψηλότερη από εκείνη των άλλων ομάδων. Επομένως, η παραγωγή ΙΡΝ-γ μπορεί να είναι μεσολαβητής της φλεγμονώδους απόκρισης που προκαλείται από την παρεμβολή του ΝΡ. Μελέτες έχουν δείξει ότι η IFN-γ παράγεται από πολλαπλούς κυτταρικούς τύπους, συμπεριλαμβανομένων των ενεργοποιημένων βοηθητικών Τ κυττάρων τύπου 1, των φυσικών κυττάρων δολοφόνων και των μακροφάγων35,36 και είναι μια βασική προ-φλεγμονώδη κυτοκίνη που προάγει τις ανοσοαποκρίσεις37.
Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι η αυτοάνοση ανταπόκριση μπορεί να εμπλέκεται στην εμφάνιση και την ανάπτυξη του MC. Luoma et αϊ. διαπίστωσε ότι τα χαρακτηριστικά του σήματος του MC και του προεξέχοντος NP είναι παρόμοια στη μαγνητική τομογραφία και τα δύο δείχνουν υψηλό σήμα στην αλληλουχία T2W38. Ορισμένες κυτοκίνες έχουν επιβεβαιωθεί ότι συνδέονται στενά με την εμφάνιση MC, όπως η IL-139. Ma et αϊ. πρότεινε ότι η προς τα πάνω ή προς τα κάτω προεξοχή του NP μπορεί να έχει μεγάλη επίδραση στην εμφάνιση και την ανάπτυξη του MC12. Οι Bobechko40 και Herzbein et al.41 ανέφεραν ότι το NP είναι ένας ανοσοτρακτικός ιστός που δεν μπορεί να εισέλθει στην αγγειακή κυκλοφορία από τη γέννηση. Οι προεξοχές NP εισάγουν ξένα σώματα στην παροχή αίματος, μεσολαβώντας έτσι στις τοπικές αυτοάνοσες αντιδράσεις42. Οι αυτοάνοσες αντιδράσεις μπορούν να προκαλέσουν μεγάλο αριθμό ανοσολογικών παραγόντων και όταν αυτοί οι παράγοντες εκτίθενται συνεχώς σε ιστούς, μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στη σηματοδότηση43. Σε αυτή τη μελέτη, η υπερέκφραση της IL-4, της IL-17 και της IFN-γ είναι τυπικοί ανοσολογικοί παράγοντες, αποδεικνύοντας περαιτέρω τη στενή σχέση μεταξύ NP και MCS44. Αυτό το ζωικό μοντέλο μιμείται καλά την ανακάλυψη NP και την είσοδο στην τελική πλάκα. Αυτή η διαδικασία αποκάλυψε περαιτέρω την επίδραση της αυτοανοσίας στο MC.
Όπως αναμενόταν, αυτό το ζωικό μοντέλο μας παρέχει μια πιθανή πλατφόρμα για τη μελέτη MC. Ωστόσο, αυτό το μοντέλο εξακολουθεί να έχει ορισμένους περιορισμούς: πρώτον, κατά τη διάρκεια της φάσης παρατήρησης των ζώων, ορισμένα κουνέλια ενδιάμεσης σκηνής πρέπει να υποβληθούν σε ευθανασία για ιστολογικές και μοριακές δοκιμές βιολογίας, έτσι κάποια ζώα «πέφτουν εκτός χρήσης» με την πάροδο του χρόνου. Δεύτερον, αν και σε αυτή τη μελέτη ορίζονται τρία χρονικά σημεία, δυστυχώς, διαμορφώσαμε μόνο έναν τύπο MC (Modic Type I Change), οπότε δεν αρκεί να αντιπροσωπεύουμε τη διαδικασία ανάπτυξης της ανθρώπινης νόσου και πρέπει να ρυθμιστούν περισσότερα χρονικά σημεία Καλύτερα να παρατηρήσετε όλες τις αλλαγές του σήματος. Τρίτον, οι αλλαγές στη δομή των ιστών μπορούν πράγματι να αποδειχθούν σαφώς με ιστολογική χρώση, αλλά ορισμένες εξειδικευμένες τεχνικές μπορούν να αποκαλύψουν καλύτερα τις μικροδομικές αλλαγές σε αυτό το μοντέλο. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκε μικροσκοπία πολωμένου φωτός για την ανάλυση του σχηματισμού ινώδους χρονοδιαγράμματος σε μεσοσπονδύλους κουνελιού 45. Οι μακροπρόθεσμες επιδράσεις του NP στην MC και στο Endplate απαιτούν περαιτέρω μελέτη.
Πενήντα τέσσερα αρσενικά λευκά κουνέλια της Νέας Ζηλανδίας (βάρος περίπου 2,5-3 kg, ηλικίας 3-3,5 μηνών) διαιρέθηκαν τυχαία σε ομάδα λειτουργίας Muscle, ομάδα εμφύτευσης μυών (ομάδα ME) και ομάδα εμφύτευσης νεύρων (ομάδα NPE). Όλες οι πειραματικές διαδικασίες εγκρίθηκαν από την Επιτροπή Δεοντολογίας του Νοσοκομείου Tianjin και οι πειραματικές μέθοδοι διεξήχθησαν σύμφωνα με τις εγκεκριμένες κατευθυντήριες γραμμές.
Έχουν γίνει ορισμένες βελτιώσεις στη χειρουργική τεχνική του S. Sobajima 46. Κάθε κουνέλι τοποθετήθηκε σε μια πλευρική θέση επανάληψης και η πρόσθια επιφάνεια πέντε διαδοχικών οσφυϊκών μεσοσπονδύλων δίσκων (IVDS) εκτέθηκε χρησιμοποιώντας μια οπίσθια οπισθοπεριτοναϊκή προσέγγιση. Κάθε κουνέλι έλαβε γενική αναισθησία (20% ουρεθάνη, 5 ml/kg μέσω της φλέβας του αυτιού). Μια διαμήκης τομή του δέρματος έγινε από το κάτω άκρο των νευρώσεων στο πυελικό χείλος, 2 cm κοιλιακό στους παραφυσικούς μύες. Η σωστή πρόσθια σπονδυλική στήλη από L1 έως L6 εκτέθηκε με αιχμηρή και αμβλύ ανατομή του υπερκείμενου υποδόρου ιστού, οπισθοπεριτοναϊκού ιστού και μυών (Εικόνα 6Α). Το επίπεδο του δίσκου προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας το πυελικό χείλος ως ανατομικό ορόσημο για το επίπεδο του δίσκου L5-L6. Χρησιμοποιήστε μια βελόνα διάτρησης 16-gauge για να τρυπήσετε μια τρύπα κοντά στην τελική πλάκα του σπονδύλου L5 σε βάθος 3 mm (Εικόνα 6Β). Χρησιμοποιήστε μια σύριγγα 5 ml για να αναρροφήσετε τον αυτόλογο πυρήνα pulposus στον μεσοσπονδύλιο L1-L2 (Σχήμα 6C). Αφαιρέστε τον πυρήνα ή τον μυ, σύμφωνα με τις απαιτήσεις κάθε ομάδας. Αφού η τρύπα του τρυπανιού είναι εμβαθύνει, τα απορροφήσιμα ράμματα τοποθετούνται στην βαθιά περιτονία, την επιφανειακή περιτονία και το δέρμα, φροντίζοντας να μην βλάψουν τον περιοστικό ιστό του σπονδυλικού σώματος κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης.
(Α) Ο δίσκος L5 -L6 εκτίθεται μέσω μιας πλευρολεπαρτικής οπισθοπεριτοναϊκής προσέγγισης. (Β) Χρησιμοποιήστε μια βελόνα 16-gauge για να τρυπήσετε μια τρύπα κοντά στην τελική πλάκα L5. (Γ) συγκομίζονται αυτόλογα MFs.
Η γενική αναισθησία χορηγήθηκε με 20% ουρεθάνη (5 ml/kg) που χορηγήθηκε μέσω της φλέβας του αυτιού και οι ακτινογραφίες της οσφυϊκής σπονδυλικής στήλης επαναλήφθηκαν στις 12, 16 και 20 εβδομάδες μετά την επέμβαση.
Τα κουνέλια θυσιάστηκαν με ενδομυϊκή ένεση κεταμίνης (25,0 mg/kg) και ενδοφλέβια πεντοβαρβιτάλη νατρίου (1,2 g/kg) στις 12, 16 και 20 εβδομάδες μετά τη χειρουργική επέμβαση. Ολόκληρη η σπονδυλική στήλη αφαιρέθηκε για ιστολογική ανάλυση και πραγματοποιήθηκε πραγματική ανάλυση. Χρησιμοποιήθηκαν ποσοτική αντίστροφη μεταγραφή (RT-qPCR) και κηλίδωση Western για την ανίχνευση αλλαγών στους ανοσολογικούς παράγοντες.
Οι εξετάσεις μαγνητικής τομογραφίας πραγματοποιήθηκαν σε κουνέλια χρησιμοποιώντας κλινικό μαγνήτη 3,0 Τ (GE Medical Systems, Florence, SC) εξοπλισμένο με δέκτη ορθογώνιας άκρου. Τα κουνέλια αναισθητοποιήθηκαν με 20% ουρεθάνη (5 ml/kg) μέσω της φλέβας του αυτιού και στη συνέχεια τοποθετήθηκαν ύπτια μέσα στον μαγνήτη με την οσφυϊκή περιοχή που επικεντρώνεται σε κυκλικό επιφανειακό πηνίο διαμέτρου 5 ιντσών (GE Medical Systems). Εκτιμήθηκαν για να καθορίσουν τη θέση του οσφυϊκού δίσκου από L3-L4 έως L5-L6. Το Sagittal Plane T2-σταθμισμένο φέτες αποκτήθηκε με τις ακόλουθες ρυθμίσεις: γρήγορη αλληλουχία spin-echo με χρόνο επανάληψης (TR) 2200 ms και χρόνο ηχώ (TE) 70 ms, μήτρα. οπτικό πεδίο 260 και οκτώ ερεθίσματα. Το πάχος κοπής ήταν 2 mm, το κενό ήταν 0,2 mm.
Μετά τη λήψη της τελευταίας φωτογραφίας και το τελευταίο κουνέλι σκοτώθηκε, η ψεύτικη, η μυϊκή ενσωματωμένη και οι δίσκοι NP απομακρύνθηκαν για ιστολογική εξέταση. Οι ιστοί σταθεροποιήθηκαν σε 10% ουδέτερη ρυθμισμένη φορμαλίνη για 1 εβδομάδα, αποβιβασμένο με αιθυλενοδιαμαντιτετραοξικό οξύ και διαχωρίστηκε παραφίνη. Τα μπλοκ ιστών ενσωματώθηκαν σε παραφίνη και κόπηκαν σε σαγιονικά τμήματα (πάχος 5 μm) χρησιμοποιώντας ένα μικροτόμο. Οι τομές χρωματίστηκαν με αιματοξυλίνη και ηωσίνη (Η & Ε).
Μετά τη συλλογή των μεσοσπονδύλιων δίσκων από τα κουνέλια σε κάθε ομάδα, το συνολικό RNA εκχυλίστηκε χρησιμοποιώντας μια στήλη UNIQ-10 (Shanghai Sangon Biotechnology Co., Ltd., China) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή και ένα σύστημα ανάστροφης μεταγραφής Im (Promega Inc. , Madison, WI, ΗΠΑ). Διεξήχθη αντίστροφη μεταγραφή.
Το RT-qPCR πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα PRISM 7300 (Applied Biosystems Inc., USA) και το SYBR Green Jump Start TAQ Readymix (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Ο όγκος της αντίδρασης PCR ήταν 20 μΐ και περιείχε 1,5 μΐ αραιωμένου cDNA και 0,2 μm κάθε εκκινητή. Οι εκκινητές σχεδιάστηκαν από τον Oligoperfect Designer (Invitrogen, Valencia, CA) και κατασκευάστηκαν από την Nanjing Golden Stewart Biotechnology Co., Ltd. (Κίνα) (Πίνακας 1). Χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες συνθήκες θερμικής ποδηλασίας: αρχικό στάδιο ενεργοποίησης πολυμεράσης στους 94 ° C για 2 λεπτά, στη συνέχεια 40 κύκλοι 15 s το καθένα στους 94 ° C για μετουσίωση προτύπου, ανόπτηση για 1 λεπτό στους 60 ° C, επέκταση και φθορισμό. Διεξήχθησαν μετρήσεις για 1 λεπτό στους 72 ° C. Όλα τα δείγματα ενισχύθηκαν τρεις φορές και η μέση τιμή χρησιμοποιήθηκε για ανάλυση RT-qPCR. Τα δεδομένα ενίσχυσης αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το FlexStation 3 (Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA). Η έκφραση γονιδίου IL-4, IL-17 και IFN-γ κανονικοποιήθηκε στον ενδογενή έλεγχο (ACTB). Τα σχετικά επίπεδα έκφρασης του mRNA στόχου υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο 2-ΔΔCT.
Η ολική πρωτεΐνη εκχυλίστηκε από ιστούς χρησιμοποιώντας ομογενοποιητή ιστού σε ρυθμιστικό διάλυμα RIPA (που περιέχει ένα κοκτέιλ αναστολέα πρωτεάσης και φωσφατάσης) και στη συνέχεια φυγοκεντρήθηκε στις 13.000 σ.α.λ. για 20 λεπτά στους 4 ° C για να απομακρυνθούν τα υπολείμματα ιστών. Πενήντα μικρογραμμάρια πρωτεΐνης φορτώθηκαν ανά λωρίδα, διαχωρίστηκαν με 10% SDS-PAGE και στη συνέχεια μεταφέρθηκαν σε μεμβράνη PVDF. Το μπλοκάρισμα πραγματοποιήθηκε σε 5% μη λιπαρό ξηρό γάλα σε αλατούχο διάλυμα Tris (TBS) που περιείχε 0,1% Tween 20 για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου. Η μεμβράνη επωάστηκε με πρωτογενές αντίσωμα αντι-διακορίνης κουνελιού (αραιωμένο 1: 200, Boster, Wuhan, Κίνα) (αραιωμένη 1: 200, Bioss, Πεκίνο, Κίνα) όλη τη νύχτα στους 4 ° C και αντέδρασε τις δεύτερες ημέρες. με δευτερογενές αντίσωμα (ανοσοσφαιρίνη Goat αντι-κουνελιού σε 1: 40.000 αραίωση) σε συνδυασμό με υπεροξειδάση χρένου (Boster, Wuhan, Κίνα) για 1 ώρα σε θερμοκρασία δωματίου. Τα σήματα στυπώματος Western ανιχνεύθηκαν με αυξημένη χημειοφωταύγεια στη μεμβράνη χημειοφωταύγειας μετά από ακτινοβολία ακτίνων Χ. Για πυκνομετρική ανάλυση, οι κηλίδες σαρώθηκαν και ποσοτικοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας λογισμικό BandScan και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως αναλογία ανοσοαντιδραστικότητας γονιδίου στόχου στην ανοσοαντιδραστικότητα της τουμπουλίνης.
Οι στατιστικοί υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το πακέτο λογισμικού SPSS16.0 (SPSS, USA). Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης εκφράστηκαν ως μέση ± τυπική απόκλιση (μέση τιμή ± SD) και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ανάλυση μονής κατεύθυνσης επαναλαμβανόμενων μέτρων της διακύμανσης (ANOVA) για τον προσδιορισμό των διαφορών μεταξύ των δύο ομάδων. P <0,05 θεωρήθηκε στατιστικά σημαντική.
Έτσι, η καθιέρωση ενός ζωικού μοντέλου MC εμφυτεύοντας αυτόλογα NPs στο σπονδυλικό σώμα και εκτελώντας μακροενική παρατήρηση, ανάλυση μαγνητικής τομογραφίας, ιστολογική αξιολόγηση και μοριακή βιολογική ανάλυση μπορεί να γίνει ένα σημαντικό εργαλείο για την αξιολόγηση και την κατανόηση των μηχανισμών του ανθρώπινου MC και την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών παρεμβάσεις.
Πώς να αναφέρετε αυτό το άρθρο: Han, C. et al. Ένα ζωικό μοντέλο των μοντέρνων αλλαγών δημιουργήθηκε με την εμφύτευση του αυτόλογου πυρήνα pulposus στο υποσπονδυλικό οστό της οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης. Sci. Rep. 6, 35102: 10.1038/SREP35102 (2016).
Weishaupt, D., Zanetti, Μ., Hodler, J., and Boos, Ν. Μαγνητική απεικόνιση συντονισμού της οσφυϊκής σπονδυλικής στήλης: Επικράτηση της κήλης και της διατήρησης των νευρικών ριζών, των ανωμαλιών της τελικής πλάκας και της οστεοαρθρίτιδας των δίσκων σε ασυμπτωματικούς εθελοντές . τιμή. Ακτινολογία 209, 661-666, doi: 10.1148/ακτινολογία.209.3.9844656 (1998).
Kjaer, P., Korsholm, L., Bendix, Τ., Sorensen, JS και Leboeuf-Eeed, Κ. Modic αλλαγές και η σχέση τους με τα κλινικά ευρήματα. European Spine Journal: Επίσημη δημοσίευση της Ευρωπαϊκής Σπονδυλικής Εταιρείας, της Ευρωπαϊκής Εταιρείας της Σπονδυλικής Παραμόρφωσης και της Ευρωπαϊκής Εταιρείας για την Ερευνητική Σπονδυλική Σπονδυλική Αρχή 15, 1312-1319, doi: 10.1007/s00586-006-0185-x (2006).
Kuisma, Μ., Et αϊ. Οι μοντέρνες αλλαγές στις οσφυϊκές σπονδυλικές περιοχές: επικράτηση και συσχέτιση με χαμηλό πόνο στην πλάτη και ισχιαλγία σε μεσήλικες άνδρες εργαζόμενους. Η σπονδυλική στήλη 32, 1116-1122, doi: 10.1097/01.brs.0000261561.12944.ff (2007).
De Roos, Α., Kressel, Η., Spritzer, Κ., And Dalinka, Μ. MRI του μυελού των οστών αλλάζει κοντά στην τελική πλάκα σε εκφυλιστική ασθένεια της οσφυϊκής σπονδυλικής στήλης. Ajr. American Journal of Radiology 149, 531-534, doi: 10.2214/AJR.149.3.531 (1987).
Modic, MT, Steinberg, PM, Ross, JS, Masaryk, TJ και Carter, JR Discys Discy: Αξιολόγηση του σπονδυλικού μυελού αλλάζει με MRI. Ακτινολογία 166, 193-199, doi: 10.1148/ακτινολογία.166.1.3336678 (1988).
Modic, MT, Masaryk, TJ, Ross, JS και Carter, JR απεικόνιση εκφυλιστικής νόσου δίσκου. Ακτινολογία 168, 177-186, doi: 10.1148/ακτινολογία.168.1.3289089 (1988).
Jensen, TS, et αϊ. Προγνωστικοί παράγοντες των μεταβολών του σήματος Neovertebral endplate (modic) στον γενικό πληθυσμό. European Spine Journal: Επίσημη δημοσίευση της Ευρωπαϊκής Σπονδυλικής Εταιρείας, της Ευρωπαϊκής Εταιρείας της Σπονδυλικής Παραμόρφωσης και της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Έρευνας της Σπονδυλικής Σπονδυλικής στήλης, Τμήμα 19, 129-135, doi: 10.1007/s00586-009-1184-5 (2010).
Albert, HB και Mannisch, Κ. Modic αλλαγές μετά από κήλη του οσφυϊκού δίσκου. European Spine Journal: Επίσημη δημοσίευση της Ευρωπαϊκής Σπονδυλικής Εταιρείας, της Ευρωπαϊκής Εταιρείας της Σπονδυλικής Παραμόρφωσης και της Ευρωπαϊκής Εταιρείας για την Έρευνα της Σπονδυλικής Σπονδυλικής στήλης 16, 977-982, doi: 10.1007/s00586-007-0336-8 (2007).
Kerttula, L., Luoma, Κ., Vehmas, Τ., Gronblad, Μ., And Kaapa, Ε. Modic Type I Changes μπορεί να προβλέψει ταχέως προοδευτικό εκφυλισμό δίσκων παραμόρφωσης: 1ετής προοπτική μελέτη. European Spine Journal 21, 1135-1142, doi: 10.1007/S00586-012-2147-9 (2012).
Hu, ZJ, Zhao, FD, Fang, XQ και Fan, SW Modic αλλαγές: Πιθανές αιτίες και συμβολή στον εκφυλισμό του οσφυϊκού δίσκου. Ιατρικές υποθέσεις 73, 930-932, doi: 10.1016/j.mehy.2009.06.038 (2009).
KROK, HV εσωτερική ρήξη δίσκου. Προβλήματα πρόπτωσης δίσκου πάνω από 50 χρόνια. Spine (Phila PA 1976) 11, 650-653 (1986).
Χρόνος δημοσίευσης: Δεκ-13-2024