白细胞介素-17对体外培养髓核细胞增殖和代谢的影响

目的:探究白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)对体外培养髓核细胞增殖和细胞代谢的影响。方法:髓核细胞取自经核磁共振影像确认需手术的退变椎间盘组织,建立体外培养体系。用2、5、10、15、20 ng/mL IL-17刺激髓核细胞72 h后,MTS法检测细胞增殖情况。用适当浓度IL-17刺激细胞48 h或96 h后,采用实时定量-PCR和免疫印迹方法检测基质和组织代谢相关基因的mRNA和蛋白表达。结果:IL-17刺激可以抑制体外培养髓核细胞的增殖,且15 ng/mL浓度的抑制作用最强。15 ng/mL IL-17刺激髓核细胞后,聚集蛋白聚糖(aggrecan,ACAN)和I型胶原(type I collagen,COL1A1)mRNA表达水平显著下降(P0.05),基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase-3,MMP3)、金属蛋白酶3组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase-3,TIMP3)的mRNA表达水平显著上升(P0.05)。COL2A1 mRNA的表达下降,MMP13、含Ⅰ型血小板结合蛋白基序的结聚蛋白样金属蛋白酶(a disintegrin like and metalloproteinase with thrombospondin typeⅠ motifs-4,ADAMTS4)、ADAMTS5、TIMP1 mRNA的表达上升,但差异均不显著(P0.05)。IL-17刺激48 h时,COL1A1的蛋白水平明显下降(P=0.010),而ADAMTS5的蛋白水平显著上升(P=0.005)。但刺激96h时,COL1A1的蛋白表达下降,ADAMTS5的蛋白表达上升,但无显著差异(P0.05);COL2A1的蛋白表达水平显著下降(P=0.037)。结论:IL-17可抑制体外培养髓核细胞的增殖及代谢,在椎间盘的退变过程中可能发挥了重要的促进作用。     

Peroxiredoxin Ⅱ在退变椎间盘髓核中的表达及其临床意义

目的:检测PeroxiredoxinⅡ在腰椎间盘髓核组织中的表达,分析其在椎间盘退变中的临床意义。方法:用蛋白免疫印迹(Western blot)的方法检测PeroxiredoxinⅡ在正常、突出及脱出腰椎间盘髓核中的表达情况。结果:PeroxiredoxinⅡ在退变椎间盘髓核中表达丰富,而在正常椎间盘髓核中表达微弱,两者比较差异显著(P<0.05),在突出和脱出椎间盘髓核中表达无显著性差异(P>0.05)。结论:PeroxiredoxinⅡ在正常及退变腰椎间盘髓核组织中差异表达。     

PeroxiredoxinⅡ在退变椎间盘髓核中的表达及其临床意义

目的：检测PeroxiredoxinⅡ在腰椎间盘髓核组织中的表达,分析其在椎间盘退变中的临床意义。方法：用蛋白免疫印迹（Western blot）的方法检测PeroxiredoxinⅡ在正常、突出及脱出腰椎间盘髓核中的表达情况。结果：PeroxiredoxinⅡ在退变椎间盘髓核中表达丰富,而在正常椎间盘髓核中表达微弱,两者比较差异显著（P〈0.05）,在突出和脱出椎间盘髓核中表达无显著性差异（P〉0.05）。结论：PeroxiredoxinⅡ在正常及退变腰椎间盘髓核组织中差异表达。     

Peroxiredoxin Ⅱ在退变椎间盘髓核中的表达及临床意义

目的:检测Pcroximdoxin Ⅱ在腰椎间盘髓核组织中的表达,分析其在椎间盘退变中的临床意义.方法:用蛋白免疫印迹(Western blot)的方法检测Peroxiredoxin Ⅱ在正常、突出及脱出腰椎间盘髓核中的表达情况.结果:Peroxiredoxin Ⅱ在退变椎间盘髓核中表达丰富,而在正常椎问盘髓核中表达微弱,两者比较差异显著(P<0.05),在突出和脱出椎间盘髓核中表达无显著性差异(P>0.05).结论:Peroxiredoxin Ⅱ在正常及退变腰椎间盘髓核组织中差异表达.     

沉默信息调节因子2同源蛋白1通过Akt/PKB通路抑制人退变椎间盘髓核细胞凋亡

沉默信息调节因子2同源蛋白1(silent mating type information regulation 2 homolog 1, SIRT1/sirtuin 1)是组蛋白去乙酰化酶,参与表观遗传修饰调节,促进多种细胞的生存,但目前对椎间盘髓核细胞的作用未见研究．为了阐明临床不同来源的椎间盘髓核手术标本SIRT1的表达变化,用免疫组化、定量RT-PCR、Western blot方法对中老年腰椎间盘突出症病人及青壮年腰椎骨折病人术中髓核标本进行研究,表明老年人髓核SIRT1的mRNA及蛋白质水平均显著低于青壮年的髓核．同时,用resveratrol(SIRT1激动剂)、烟碱(SIRT1抑制剂)、SIRT1-siRNA对培养的退变髓核细胞进行处理或转染后,用流式细胞仪检测凋亡率变化,结果表明resveratrol能显著促进退变髓核细胞生存,相反,当烟碱或SIRT1-siRNA转染后则显著促进髓核细胞凋亡．为了进一步分析SIRT1抑制退变髓核细胞凋亡的分子机制,应用Western blot及抑制剂方法研究表明,当SIRT1-siRNA转染髓核细胞后能降低磷酸化Akt蛋白的表达,而白藜芦醇处理则促进磷酸化Akt蛋白的表达,当用LY294002(PI3K抑制剂)或Akt-siRNA转染后显著抑制髓核细胞的生存率．研究结果表明,SIRT1通过Akt通路能显著抑制髓核细胞凋亡,为深入揭示退变性椎间盘疾病的病理生理及生物治疗提供新的思路和靶点．     

周期性机械应力对髓核细胞增殖和细胞外基质表达的影响

目的：探讨周期性机械应力对髓核细胞增殖和细胞外基质表达的影响。方法：对兔髓核细胞进行体外细胞培养,对细胞施加周期性机械应力（0.25Mpa,0.1Hz）。实验分为2组,不加压组和加压组,不加压组置于单纯旋转式生物反应器内,加压组每天置于周期性机械应力场内2小时。分别于3天,7天检测细胞数目以及聚集蛋白聚糖（aggrecan）和Ⅱ型胶原的基因表达。结果：髓核细胞的增殖和聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原基因的表达水平与周期性压力密切相关,在周期性机械应力刺激下髓核细胞增殖明显,细胞外基质的分泌增加,组织工程髓核细胞的活性显著提高。结论：周期性机械应力能够显著促进髓核细胞增殖,同时上调聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原的基因的表达。     

周期性机械应力对髓核细胞增殖和细胞外基质表达的影响

目的:探讨周期性机械应力对髓核细胞增殖和细胞外基质表达的影响。方法:对兔髓核细胞进行体外细胞培养,对细胞施加周期性机械应力(0.25Mpa,0.1Hz)。实验分为2组,不加压组和加压组,不加压组置于单纯旋转式生物反应器内,加压组每天置于周期性机械应力场内2小时。分别于3天,7天检测细胞数目以及聚集蛋白聚糖(aggrecan)和Ⅱ型胶原的基因表达。结果:髓核细胞的增殖和聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原基因的表达水平与周期性压力密切相关,在周期性机械应力刺激下髓核细胞增殖明显,细胞外基质的分泌增加,组织工程髓核细胞的活性显著提高。结论:周期性机械应力能够显著促进髓核细胞增殖,同时上调聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原的基因的表达。     

Sox9治疗兔椎间盘退变的效果及机制研究

目的:探究Sox9用于治疗椎间盘退变的效果及调控机制。方法:将Ad-sox9和Ad-GFP各20μL分别转染至椎间盘退变兔的髓核组织中,转染后3、7、30、60天取材,采用免疫组化、免疫荧光和MRI等研究方法检测椎间盘髓核组织中II型胶原、蛋白多糖的表达情况,并分析对椎间盘退变的改善情况。结果:免疫组化染色显示sox9组中椎间盘髓核组织中II型胶原、蛋白多糖的表达明显升高,MRI显示sox9组椎间盘T2像信号有明显改善(P<0.05)。结论:体内转染腺病毒介导的sox9基因能够增加椎间盘内II型胶原和蛋白多糖的表达,并抑制椎间盘的退变进程。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇抑制体外培养人外周血单个核细胞低分子量蛋白酶体-2表达

探讨脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)对人外周血单个核细胞参与抗原呈递的低分子量蛋白酶体-2(LMP-2)表达的影响。采用流式细胞术(FCM)和半定量RT-PCR方法从蛋白质和mRNA水平分析了不同剂量DON对体外培养人外周血单个核细胞LMP-2分子表达的影响及其量效关系。FCM定量检测结果表明,不同浓度DON处理均可一定程度抑制人外周血单个核细胞LMP-2的表达,50ng/mlDON组、100ng/mlDON组、1000ng/mlDON组和2000ng/mlDON组LMP-2平均荧光强度分别为6.99±0.72、6.21±0.55、5.34±0.56和5.03±0.43,在50～2000ng/mL范围内随着DON浓度增加,外周血单个核细胞LMP-2表达降低,与DON浓度呈显著负相关(r=0.824,P<0.01)。半定量RT-PCR结果显示,不同浓度DON处理均可抑制人外周血单个核细胞LMP-2mRNA表达。DON在蛋白质和mRNA水平可剂量依赖地抑制体外培养的人外周血单个核细胞LMP-2的表达。     

TGF-β1/Smad 2/3信号通路在椎间盘退变中的作用

临床实践表明,富含血小板的血浆(PRP)注射是延缓椎间盘退变的有效方法,但其作用机制尚不清楚。已有研究表明,活化的血小板可释放转化生长因子-β1 (TGF-β1),它可以正向调节髓核细胞的细胞外基质。本研究旨在揭示TGF-β1/Smad 2/3信号通路在PRP缓解椎间盘退变过程中的作用机制。本研究通过制备新西兰白兔PRP,并使用PRP和TGF-β1抑制剂(SB431542)处理白兔髓核细胞,检测PRP对髓核细胞增殖、软骨形成标志物(CollagenⅡ和Aggrecan) m RNA的表达、Smad 2/3及相关髓核细胞功能蛋白表达的影响。结果显示,用2%PRP处理的髓核细胞的增殖显著增强。PRP处理显著增加髓核细胞中的CollagenⅡ和Aggrecan的mRNA水平。Western blotting结果显示,TGF-β1信号通路的特异性抑制剂可显著抑制Smad 2/3和基质蛋白的表达。在兔椎间盘退变模型中,PRP+抑制剂注射组的Smad 2/3和CollagenⅡ的表达水平显著低于PRP处理组。这些结果表明,PRP中由于TGF-β1含量高,可激活TGF-β1/Smad 2/3途径,并促进CollagenⅡ和其他基质成分的合成和分泌,从而延缓了椎间盘退变。     

人颈椎间盘髓核细胞的体外培养和鉴定

目的：建立人颈椎间盘髓核细胞体外培养体系,并对其细胞表型进行鉴定。方法：采用酶消化法分离人颈椎间盘髓核细胞,进行单层培养,倒置相差显微镜观察细胞生长和形态,流式细胞仪测定细胞周期和凋亡率,并行甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原及CK8免疫组化染色对其细胞表型进行鉴定。结果：原代髓核细胞凋亡率6.1±1.4%,S期细胞比例7.3±0.5%。贴壁后形态为多角形或短楔形,传代后生长加速。细胞呈甲苯胺蓝异染性;Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性;只有少量椭圆形大细胞CK8免疫组化染色阳性。结论：成功建立人颈椎间盘髓核细胞体外培养模型,并证实成年后髓核内仍有少量细胞保持脊索细胞表型。     

人颈椎间盘髓核细胞的体外培养和鉴定

目的:建立人颈椎间盘髓核细胞体外培养体系,并对其细胞表型进行鉴定。方法:采用酶消化法分离人颈椎间盘髓核细胞,进行单层培养,倒置相差显微镜观察细胞生长和形态,流式细胞仪测定细胞周期和凋亡率,并行甲苯胺蓝、Ⅱ型胶原及CK8免疫组化染色对其细胞表型进行鉴定。结果:原代髓核细胞凋亡率6.1±1.4%,S期细胞比例7.3±0.5%。贴壁后形态为多角形或短楔形,传代后生长加速。细胞呈甲苯胺蓝异染性;Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性;只有少量椭圆形大细胞CK8免疫组化染色阳性。结论:成功建立人颈椎间盘髓核细胞体外培养模型,并证实成年后髓核内仍有少量细胞保持脊索细胞表型。     

改良胶原酶消化法分离培养人原代髓核细胞

目的:优化人原代髓核细胞的体外分离培养方法,为椎间盘退变的防治研究提供种子细胞。方法:无菌环境中摘取人椎间盘髓核组织,采用多次胶原酶消化法分离提取原代人髓核细胞,置于5%CO2培养箱中37℃恒温培养,倒置相差显微镜中观察细胞形态,采用MTT法绘制细胞生长曲线,甲苯胺蓝染色法检测髓核细胞内蛋白多糖的表达情况,细胞免疫荧光染色法检测Ⅱ型胶原蛋白表达情况。结果:本研究中获得的细胞形态不规则,呈梭形或多角形,原代细胞48 h内贴壁,培养第8天左右细胞融合度可达90%,第三代细胞12 h内即可贴壁,生长至融合90%约需5d。甲苯胺蓝染色及细胞免疫荧光染色均阳性,提示所得细胞具有分泌蛋白多糖及Ⅱ型胶原蛋白的功能。结论:改良胶原酶消化法可获得大量纯净的人髓核细胞,提高培养效率,原代及传代细胞具备类软骨细胞表型,且活性及功能均较为稳定,可作为椎间盘组织工程研究的种子细胞。     

NF-κB信号通路参与高糖在椎间盘退行性变中影响及其作用的研究

目的:近来研究发现,椎间盘退变与代谢性疾病,尤其是与糖尿病具有明显的相关性,但具体机制尚未有深入研究。本实验拟探究高糖微环境诱导椎间盘退行性变及其对NF-κB信号通路的影响,为进一步揭示高糖诱导椎间盘髓核细胞退变的机制提供研究基础,为延缓、阻止糖尿病椎间盘退变和治疗糖尿病相关腰痛疾病带来新的策略和方法。方法:1、高糖微环境与IVDD的关系:使用5.5 mmol/L、15 mmol/L、30 mmol/L、100 mmol/L不同浓度葡萄糖培养基培养髓核细胞,RT-PCR检测髓核细胞MMP-3、MMP-13、Aggrecan、CollagenII的表达;2、NF-κB信号通路参与高糖微环境调控IVDD进展:Bay11-7082抑制NF-κB信号通路激活,再使用RT-PCR、Western Blot检测髓核细胞MMP-3、MMP-13、Aggrecan、CollagenII和NF-κB的表达。结果:RT-PCR检测显示,在不同葡萄糖浓度下,Aggrecan、CollagenII随浓度升高表达减少,MMP-3、MMP-13随浓度升高表达增加。RT-PCR、Western Blot检测显示,使用Bay11-7082可使高糖组中Aggrecan、CollagenII表达增加,MMP-3、MMP-13表达减少。结论:高糖微环境诱导椎间盘退行性变发病,且NF-κB信号通路参与高糖微环境诱导椎间盘退行性变发病。     

大鼠髓核细胞原代培养及表型鉴定

目的:探讨Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶消化分离培养髓核细胞及免疫细胞化学表型鉴定的可行性。方法:无菌条件下分离SD大鼠凝胶状髓核,采用Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶消化分离髓核细胞并连续培养,倒置相差显微镜下观察,随后进行免疫细胞化学染色检测不同代次髓核细胞HIF-1、Ⅰ、Ⅱ型胶原、MMP2及蛋白聚糖的表达情况,并给予MTT法测定髓核细胞生长曲线。结果:Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶分离培养原代髓核细胞需要12 d左右贴壁,达95%融合需要34 d,而传代髓核细胞贴壁速率明显增快至10 h,且其倍增时间约为2.5 d;免疫细胞化学显示髓核细胞均表达HIF-1、Ⅰ、Ⅱ型胶原、MMP2和蛋白聚糖,且随着髓核细胞传代其HIF-1α、HIF-1β、Ⅰ型胶原及MMP2表达均增加,但Ⅱ型胶原表达降低,而蛋白聚糖表达无明显差异;MTT法显示随着髓核细胞传代其增殖有所减缓。结论:Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶可成功分离髓核细胞,提高培养效率,且HIF-1α、HIF-1β、Ⅰ、Ⅱ型胶原及MMP2可作为髓核细胞表型分子用于髓核细胞的鉴定。     

生长分化因子-5及碱性成纤维细胞生长因子诱导家兔椎间盘髓核细胞成骨作用的研究

目的建立家兔椎间盘髓核细胞的体外培养模型,研究重组人生长分化因子-5(recombinant human growth differentiation factor-5,rhGDF-5)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)对髓核细胞成骨潜能的激发作用。方法将诱导剂rhGDF-5和bFGF分别及联合加入体外培养的髓核细胞中,观察髓核细胞的成骨表型表达和细胞学特性的变化。结果 rhGDF-5和bFGF均能促进钙盐沉积形成钙结节。rhGDF-5抑制髓核细胞增殖同时增加骨钙素表达;bFGF促进髓核细胞增殖及Ⅰ型胶原表达,但对骨钙素表达无显著影响。联合使用rhGDF-5和bFGF对髓核细胞成骨潜能(促进髓核细胞增殖、Ⅰ型胶原及骨钙素表达和钙盐沉积)的激发作用均优于单独使用其中任一细胞因子。结论 rhGDF-5诱导髓核细胞向成骨细胞分化,bFGF加强该诱导作用,联合使用rhGDF-5和bFGF能充分激发髓核细胞的成骨潜能。     

IL-13抑制剂在损伤大鼠尾椎间盘退变中的作用研究

为了探讨IL-13细胞因子在损伤后大鼠椎间盘退变中的影响,建立了大鼠尾椎间盘退变模型,给予IL-13抑制剂sIL-13Rα2-Fc进行干预,将实验分为空白、对照、低剂量、中剂量、高剂量干预组。分别于4周及6周后通过HE染色和Masson染色观察椎间盘形态变化并评分;DMMB法定量分析椎间盘中的糖胺多糖(glycosaminoglycan,GAG)、硫酸软骨素(chondroitin sulfate,CS)、硫酸角质素(keratan sulfate,KS)、透明质酸(hyaluronic acid,HA)含量变化;RT-PCR分析Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白的mRNA表达水平;蛋白质印迹分析Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白含量。HE和Masson染色显示与对照组相比,干预组椎间盘病理改变减小,纤维环排列更规则,破裂部位减小,NP细胞数量增加,胶原纤维减少。sIL-13Rα2-Fc干预增加了糖胺多糖、透明质酸含量,增加了硫酸软骨素/硫酸角质素比,减少了Ⅰ型胶原蛋白的表达,并增加了Ⅱ型胶原蛋白。结果表明IL-13抑制剂sIL-13Rα2-Fc可有效减轻椎间盘退变,并且与作用时间和浓度成正相关。     

hBMP-7基因转染对原代培养兔髓核细胞生物学活性的影响*

摘要目的：探讨原代培养的兔髓核细胞转染腺病毒载体介导的人骨形态发生蛋白-7(hBMP-7)基因后对其生物学活性的影响。方 法：根据兔髓核细胞转染方式的不同,分为hBMP7 组、LacZ组、未转染组三组,hBMP7 组采用腺病毒载体介导的hBMP7 进行转 染,LacZ组转染LacZ基因,未转染组不转染任何基因。比较三组细胞增殖、硫酸糖胺多糖（GAG）产量、Ⅱ型胶原产量有无差异。 结果：处理方式和转染后时间对细胞增殖、GAG产量、Ⅱ型胶原产量有交互作用（P＜0.05）,hBMP7 组细胞增殖、GAG 产量、Ⅱ型 胶原产量高于LacZ 组、未转染组,差异有统计学意义（P＜0.05）,LacZ组和未转染组细胞增殖、GAG 产量、Ⅱ型胶原产量差异无 统计学意义（P＞0.05）。结论：hBMP-7 基因转染可提高髓核细胞增殖能力,促进其产生细胞外基质。     

人椎间盘髓核来源的诱导多能干细胞重编程及功能的研究

椎间盘退变始发于髓核组织,获得足够有功能的髓核细胞是研究及治疗椎间盘退变的关键.而人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)不仅为建立疾病模型以研究疾病发生发展机制开辟了道路,还在再生医学领域展现出了广阔的应用前景.我们首先从椎间盘退变患者微创手术获得的髓核组织内分离髓核细胞,将携带OCT3/4、SOX2、KLF4和c-MYC的仙台病毒(Sendai virus,Se V)转染髓核细胞,重编程获得iPSC.通过检测多能细胞特异性标志、体内成瘤实验、甲基化及核型分析对所获得的iPSC进行鉴定.并以皮肤成纤维细胞来源iPSC作为对照,在二维和三维水凝胶中对iPSC进行定向分化,检测髓核细胞相关蛋白和基因的表达,比较分析2种iPSC向髓核细胞的分化效率.结果显示,iPSC能表达多能细胞特异性标志,具有正常的二倍体核型,畸胎瘤实验显示三个胚层的出现.诱导分化后的iPSC表达髓核相关基因和蛋白,在水凝胶中诱导培养后,iPSC表达更多的髓核相关基因和蛋白.髓核来源的iPSC与成纤维细胞来源的iPSC相比,可表达更多的髓核相关基因和蛋白.本研究首次将患者退变髓核细胞重编程成iPSC,并在水凝胶内将其诱导分化为髓核样细胞,为椎间盘退变个体化细胞治疗奠定基础.     

正常椎间盘胶原的研究

腰椎间盘突出症是引起腰腿痛常见的原因。胶原作为椎间盘结构的主要成分,构成椎间盘的纤维框架,其类型与分布直接决定着椎间盘结构的强度和功能的稳定。本文利用溴化氰消化椎间盘胶原产生多肽,借助于梯度层析。SDS-PAGE及光密度定量扫描等对正常人椎间盘胶原进行了研究。结果表明:正常人椎间盘含Ⅰ型及Ⅱ型两种胶原,它们的分布呈明显而特征性的移行性变化:纤维环外层边缘以Ⅰ型胶原为主(83％),由外向内Ⅰ型胶原逐渐移行为Ⅱ型胶原,靠近髓核处以Ⅱ型胶原为主(72％);髓核中心含有Ⅱ型胶原。此为椎间盘的一个结构特性,以满足椎间盘的特殊功能的需要。