兔腰椎间盘早期退变及其微创转基因治疗的初步研究

目的:1.单节段部分破坏腰椎后路稳定结构制造新西兰兔腰椎间盘早期退变模型,对兔腰椎椎间盘进行病理学观察及椎间盘磁共振成像(magneticresonance imaging,MRI)观察,比较不同时相点之间的差异,研究腰椎间盘早期退变的病理学、影像学改变;2.椎间盘内注射腺病毒(adenovirus,Ad)介导的人胰岛素样生长因子1(human insulin-like growth factor-1,hIGF-1)基因、细胞因子hIGF-1治疗腰椎间盘早期退变,对比观察Ad-hIGF1基因、hIGF-1因子对早期腰椎间盘治疗后的MRI和病理学变化,为腰椎退行性疾病的早期防治提供实验依据。 方法:1.选用6个月龄健康新西兰白兔60只,随机分为实验组(30只)与对照组(30只),对实验组进行外科手术操作,单节段破坏棘上、棘间韧带及椎盘肌止点,对照组只做皮肤切开后缝合,两组动物相同条件下饲养,分别于术后2个月、4个月、6个月时对实验组和对照组中行磁共振成像检测并取材行病理学检查,对它们的MRI、病理学变化进行比较;2.选用6个月龄健康新西兰白兔32只,对其进行外科手术操作致其腰椎早期退变,随机分为转基因组(16只)和生长因子组1(8只)、对照组(8只),所有实验动物相同条件下饲养4个月后对转基因组椎间盘内注射Ad-hIGF1,生长因子组椎间盘内注射hIGF1、对照组注入生理盐水。注射后分别于2周、1、2月取材观察hIGF1的表达情况,并于注射后2月对比各组间的MRI、病理学检查结果。 结果:1.MRI显示实验组2个月与对照组无明显差异,实验组4个月、实验组6个月腰椎手术节段椎间盘T2WI呈低密度信号改变,其中6个月较4个月时明显,有的呈黑椎间盘改变,所有实验动物腰椎未出现侧弯、后凸畸形及椎间隙狭窄。苏木素-伊红染色(Hematoxylin and Eosin Staining,HE),实验组与对照组比较2个月软骨终板基质有改变,4月时终板细胞排列欠规则,终板细胞层数明显减少,终板的厚度变薄,出现细胞变性,终板下血管面积减少,6个月时终板细胞层数进一步减少甚至消失,同时出现髓核细胞变性、数量减少及分界不清。高碘酸希夫反应(Periddic Acia-Schiff reaction,PAS)染色,测灰度值,对照组软骨终板灰度值最低,实验组2个月时次之,4个月时进一步变高,6个月时灰度值最高。2.转基因组椎间盘注射后2周、1月、2月后取材采用RT-PCR技术检测发现椎间盘hIGF1均明显表达,其中2周最强,1月、2月后逐渐次之,生长因子组于2周后检测无hIGF1表达。3.转基因组、生长因子组、对照组手术腰椎节段椎间盘髓核T2WI呈低密度信号改变,其中转基因组较细胞因子组、对照组信号值高,生长因子组、对照组之间无明显差别。HE染色细胞因子组、对照组之间之间椎间盘形态结构无区别。与转基因组相比髓核细胞减少、分界不清,终板细胞数量、形态改变无明显差异。PAS特染提示转基因组、生长因子组、对照组之间软骨终板染色差异不明显。 结论:1.破坏腰椎后侧棘上韧带、棘间韧带和椎盘肌止可诱发腰椎软骨终板、髓核、纤维环缓慢而渐进的退行性变。2.用Ad-hIGF1基因治疗兔腰椎早期椎间盘退变在一定程度上有所改善。