几种椎间盘退变动物模型的建立和应用

椎间盘退变是一种年龄相关的退行性疾病,是引起下腰痛的主要因素,严重影响病人的生活质量,并显著增加家庭的经济负担。目前,缺少椎间盘退变的有效干预和治疗手段,部分原因是其发病机制尚未阐明。椎间盘退变动物模型的构建对于阐明该疾病的病理机制至关重要。椎间盘退变是一个复杂的过程,受机械应力、结构损伤、生物化学与基因表达等多种因素的影响。本文总结了应用异常机械应力、结构损伤、生物化学或化学诱导和基因敲除等方式构建的椎间盘退变动物模型。生物力学是维持椎间盘稳态的重要因素,异常的机械应力会导致椎间盘退变。同时,椎间盘退变常伴随结构性损伤,椎间盘结构破坏也会导致椎间盘发生退变。此外,生物化学或化学诱导和关键基因敲除也会导致椎间盘退变。本文按照造成异常机械应力的因素将机械应力模型分为加压模型和失稳模型;按照椎间盘结构将结构损伤模型分为髓核与纤维环损伤模型和软骨终板损伤模型。总结了生物化学或化学诱导模型以及新型的基因敲除模型。讨论了不同类型椎间盘退变动物模型的可能应用和局限性。     

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。     

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.     

我国转人基因山羊通过鉴定

2000年12月，我国转基因山羊首次通过专家鉴定。在北京市科委、国家生物工程开发中心、顺义区政府的支持下，北京兴绿原生物科技中心与中国农大共同努力，采取显微注射法将外源人mAAT基因导入山羊原核期胚胎内，经过精心培育，终于在2000年6月获得了三只转基因山羊。这三只转基因山羊带有人抗胰蛋白酶（mAAT）基因。我国转人基因山羊通过鉴定     

退变腰椎间盘中IL-17表达的变化及其意义

目的:研究退变的椎间盘组织中IL-17表达的变化及其与椎间盘退变严重程度之间的关系。方法:收集退变椎间盘标本23例,正常椎间盘标本12例,通过免疫组织化学染色、免疫荧光染色、实时-定量PCR(RT-PCR)和酶联免疫吸附实验(ELISA)从细胞、蛋白和基因水平检测椎间盘组织中IL-17和孤独受体(retinoid-related orphan receptor,RORγt)的表达。结果:免疫组化染色显示退变椎间盘组织中IL-17阳性细胞比例较对照组明显增高,有统计学差异(P<0.05);免疫荧光染色显示退变椎间盘组织中Th17细胞含量明显增多(P<0.05);退变的椎间盘组织中IL-17和RORγt m RNA的相对表达量较对照组增加,有统计学差异(P<0.001),且两者之间呈显著正相关(r=0.6919,P<0.001);退变的椎间盘组织中IL-17的含量较对照组明显增加(P<0.01),且与椎间盘退变的严重程度呈正显著相关(r=0.4714,P<0.01)。结论:IL-17含量增加参与了腰椎间盘退变的病理过程,并且可能对椎间盘退变起促进作用。     

通过构建竞争性内源RNA网络识别潜在的椎间盘疾病相关circRNA

环状RNA(circRNA)可以通过竞争性结合微小RNA(miRNA),从而降低miRNA对其他靶标RNAs的抑制作用,进而间接调控其表达水平。这种竞争性关系代表了一种全新的基因调控机制,在癌症生理和发展中起重要作用。我们运用生物信息学的方法,对基因表达谱、circRNA探针谱重注释处理,并且结合MiRanda算法预测的miRNA靶点信息构建了竞争性内源RNA(ceRNA)网络,发现了五个与疾病相关的重要模块。其中通过hsa-miR-17-3p介导的CD74与hsa_circ_0001320,通过hsa-let-7a-2-3p介导的PAPSS2与hsa_circ_0000077两组ceRNA关系在椎间盘变性中起到重要的分子调控作用,从而成为潜在的临床标志物。进一步地,通过对靶基因的功能注释预测了这两个circRNA的生物学功能,其中明显与椎间盘炎症反应和骨发育相关,为临床基因检测预测疾病和药物靶点治疗提供依据并且也为椎间盘疾病的科学研究提供思路。     

人体椎间盘蠕变力学模型和理论分析

本文提出了人体椎间盘的压缩蠕变力学模型。并且应用二相多孔弹性理论，对蠕变力学模型进行了理论分析。其椎间盘压缩蠕变位移公式应为Wf=a.h.p用此式计算与文献上的实验结果相接近，此外还证明了，椎间盘退化较正常椎间盘的蠕变速率为大。     

基因多形性与抗心力衰竭药物疗效

临床上常用的一种通过阻断β受体的抗心衰药物只对50％的病人有效。基因研究发现，β受体基因多形性与该药物的疗效有关。在人群中，β受体基因有两种常见表型，一种表型表达的受体在蛋白结构的特定部位含精氨酸，另一种表型表达的受体在蛋白结构的这一部位含有的是甘氨酸。每个人从父母那里遗传两套基因，因此人们有的有两条合成含精氨酸受体的基因；有人有两条合成含甘氨酸受体的基因；还有人有一条合成含精氨酸受体的基因，一条合成含甘氨酸受体的基因。将人的合成含精氨酸受体的基因转给小鼠，这种小鼠不仅易于发生心衰，而且对β受体阻断剂反应好。     

单侧与双侧入路椎体成形后椎间盘生物力学分析

根据患者的CT图像资料建立椎体的L1到L2三维有限元模型,然后将材料信息输入,设立模型的边界条件,将轴向负载,施加在有限元模型上,模拟人体重力方向。根据结果评价单侧及双侧入路椎体成形术后椎间盘应力分布情况。随着负载力的增加,应变和应力也会逐渐提高,导致患者的椎间盘发生近似线性的弹性变形,但变形程度较小。椎间盘的应力出现集中现象,如果单独考虑生物力学,双侧人路注射比单侧注射方法有明显的优势。     

椎间盘退变纤维环及髓核异常表达基因的比较及生物信息学分析

目的:通过对已公开发表的基因芯片表达谱数据进行研究,探究椎间盘退变过程中纤维环与髓核组织的基因表达差异,并采用生物信息学方法对差异进行分析。方法:经GEO数据库选取两组椎间盘退变相关的基因芯片表达谱数据GSE23130及GSE67567,GSE23130所研究标本来源于正常及退变纤维环组织,GSE67567标本来源于正常及退变髓核组织。对上述数据系列进行质量分析,GSE23130及GSE67567各有10例样本数据被纳入实验。采用Gene Spring 13.0软件对GSE23130正常及退变纤维环间差异表达基因及GSE67567正常及退变髓核间差异表达基因分别进行筛选,利用KEGG PATHWAY和DAVID功能注释簇集分析分别对GSE23130及GSE67567上调及下调基因进行生物信息学分析。结果:GSE23130及GSE67567各筛选出差异表达基因3182个和3017个,其中135个基因在上述两个基因表达谱数据中均存在差异表达。针对两组数据进行的KEGG PATHWAY分析发现TGF-beta signaling pathway和regulation of apoptosis等数个相同的生物学通路及DAVID功能注释簇集;此外,还发现了数个与GSE23130及GSE67567单独相关的DAVID功能注释簇集。结论:椎间盘退变过程中纤维环及髓核组织内基因表达情况存在差异,两种组织内发生的生物过程不尽相同。某些生物学过程在两种组织内均出现异常改变,这些生物学过程中的异常变化可能是椎间盘退变的关键环节,值得进行深入研究。     

人新基因hbrp的染色体定位及其对TPK活性的抑制作用（简报）

hbrp(Human BSP-Related Protein)是我们实验室最近在睾丸组织中克隆的一个人与BSP（bovine seminal plasma)蛋白相关的新基因。为了将有关该新基因信息与现有人类基因组转录图相整合,我们应用荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridizationFISH)法进行了该基因的人染色体基因定位,结果成功地将hbrp基因定位在人19号染色体长臂1区3带上。hbrp基因是在对BSP蛋白功能的研究过程中发现并克隆的,其同源性分析发现,与其序列最相近     

牛SRY同源基因的PCR扩增和克隆

本文采用人SRY基因的一对引物,通过PCR扩增获得了雄性牛(Bos taurus)SRY同源基因片段。进一步证实牛存在与人SRY基因同源的相应基因。将PCR产物与载体pUC—Eco—T连接后,用以转化JM109菌,经过与人SRY基因探针菌落杂交,筛选获得了牛SRY同源基因克隆pBosY O.6后者的插入片段为相应于人SRY基因保守区在内的一段约609bp DNA。此外还比较分析了人和牛SRY同源基因片段限制酶图谱。     

基质金属蛋白酶-3和血管内皮生长因子在不同月龄大鼠椎间盘组织中的表达及意义

目的检测不同月龄大鼠的椎间盘组织中基质金属蛋白酶-3(MMP3)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达,探讨MMP3和VEGF与椎间盘自发退变的关系。方法采用苏木精-伊红(HE)染色和链酶亲和素-过氧化物酶复合物(SABC)免疫组化方法及显微图像分析技术,测定50只Wistar大鼠(1、3、6、12、18月龄各10只)椎间盘组织中MMP3和VEGF的表达情况并观察椎间盘组织学变化。结果随着大鼠月龄的增长,其椎间盘中MMP3和VEGF的表达亦发生变化,由低月龄组(1-3月龄)至成龄组(12月龄)MMP3表达逐渐增多,而VEGF表达逐渐下降,且这种变化有显著统计学意义(P<0.01)。椎间盘的组织结构也发生变化,随月龄增加,椎间盘中软骨细胞数量减少,胶原纤维增生、粗大、走行紊乱。结论大鼠椎间盘结构随月龄增长发生性改变,椎间盘中MMP3和VEGF表达发生变化,这可能引起椎间盘的自发退变,而且这种改变与人的椎间盘的自然退变具有相似性和可比拟性。     

人工腰椎间盘置换研究应用进展

椎间盘病变是脊柱外科的常见疾病,是成年人疼痛和致残的常见原因,常常给人带来沉重的肉体和经济负担。经过长时间的发展与脊柱外科手术的进步,常规手术治疗在临床上虽然取得了一定的疗效,但是没有保留脊柱的生理运动功能,对临近阶段的椎间盘的退变起到促进作用,并且腰椎运动节段的融合加快了邻近节段椎间盘和小关节的退变。腰椎独特的解剖学特点和生物力学的研究及不同材质和特点的人工椎间盘材料的发展使人工椎间盘手术成为可能。与常规手术方式相比,人工椎间盘假体设计与人生理的解剖结构更加吻合。术后可以保持瞬时和长期的稳定性,从而对邻近的椎间盘的退变起到抑制作用。取得了较好的疗效。人工椎间盘置换术作为治疗腰椎间盘除腰椎融合之外的另一合理选择,目的是使退变导致的疼痛可以稳定长期缓解,并重建椎间隙高度以保护神经,从而避免晚期关节突关节及邻近节段的病变,恢复脊柱的运动学和载荷特性。目前人工腰椎间盘有了长远的发展,适应症不断扩大,但仍有较多限制。期待在将来能够找出更加符合人体生物力学特点的材料和设计,使之成为一种更为有效的治疗腰椎疾病的治疗方式。现就人工椎间盘的类型、疗效、适应证、禁忌证以及术后并发症等方面予以综述。     

人新基因hbrp的染色体定位及其对TPK活性的抑制作用(简报)

hbrp(HumanBSP-RelatedProtein)是我们实验室最近在睾丸组织中克隆的一个人与BSP(bovineseminalplasma)蛋白相关的新基因。为了将有关该新基因信息与现有人类基因组转录图相整合,我们应用荧光原位杂交(fluorescentinsituhybridization-FISH)法进行了该基因的人染色体基因定位,结果成功地将hbrp基因定位在人19号染色体长臂1区3带上。hbrp基因是在对BSP蛋白功能的研究过程中发现并克隆的,其同源性分析发现,与其序列最相近的是BSP蛋白家族。hbrp基因编码的蛋白质氨基酸序列中含有四个纤连蛋白Ⅱ型结构域,而BSP蛋白     

HPVl6ll基因的克隆及其在真核细胞中的表达

克隆并表达人乳头瘤病毒16型(HPVl6)晚期基因ll，以期为研制防治宫颈癌的DNA疫苗奠定基础。本实验采用PCR方法从质粒p16L1BNl中获得HPVl6ll基因片段，利用基因重组技术，将其克隆至含巨细胞病毒(CMV)启动于的真核表达载体中，核酸序列鉴定HPVl6ll基因真核表达质粒构建成功，再用脂质体介导基因转染7721人肝癌细胞。转化阳性细胞经SDS—PAGE显示在分子量大约为55kDa的位置出现一条特异性条带，与HPVl6ll分子量大小相符。表达产物经Western blotting分析：能与HPVl6L1单克隆抗体特异结合。真核表达质粒pcDNA3—HPVl6L1构建成功并能在真核细胞7721中有效表达，为下一步进行动物DNA免疫实验奠定了基础。     

世界首例转人防御素基因克隆奶牛在陕诞生

11月25日,由我国著名动物胚胎工程专家、西北农林科技大学教授张涌历时10年主持培育的世界首例转人防御素基因克隆奶牛在陕西诞生。科研人员通过基因工程的方法,将人特异表达的防御素基因与奶牛β-酪蛋白启动子结合。得到人防御素基因乳腺特异性高效表达载体,并将其导入高产的奶牛皮肤成纤维细胞中,     

产业动向

基因重组人血清白蛋白项目迈向产业化目前,上海市生物医药科技产业促进中心与上海欣瑞特生物医药技术有限公司签约,在张江生物医药中试孵化基地启动"注射级基因重组人血清白蛋白"的产业化服务项目,该项目将有望把"基因重组人血清白蛋白"推     

大熊猫SRY基因的PCR扩增和克隆

本文采用人ＳＲＹ基因的一对引物,通过ＰＣＲ扩增获得了雄性大熊猫ＳＲＹ基因片段。表明大熊猫存在与人ＳＲＹ基因同源的相应基因,将ＰＣＲ产物与载体ｐＵＣ－Ｅｃｏ－Ｔ连接后,用以转化ＪＭ１０９菌,经过与人ＳＲＹ基因探针菌落杂交筛选获得了大熊猫ＳＲＹ苈在克隆,命名为ｐＡＭＹ０．６,其插入片段为相应于人ＳＲＹ基因保守区在内的一段约６０９ｂｐＤＮＡ。此外,还制作和比较分析了人和大熊猫基因片段的限制酶图谱。     

《人基因治疗》杂志创刊

《人基因治疗》(Human Gene Therapy)杂志将于1990年创刊。该刊为季刊,由美国Mary Ann Liebert 出版公司出版。该刊主要刊载包括人在内的哺乳动物基因转移和表达的原始论文;还将报道载体开发进展、转移系统以及运物模型系统;同时还报道直接与人基因