模拟失重对腰椎间盘退变机制的影响——细胞簇与MMP-1,3在退变椎间盘中的相关研究

摘要

目的:飞行员在飞行生涯中，腰背痛发生率高，严重时导致停飞，是和平时期飞行员非战斗减员的主要原因之一。推测机理:可能与飞行中因失重而导致腰椎间盘退变有关。本研究通过建立动物模拟失重模型(simulatedweightlessnessmodel)，模拟飞行员失重环境，模拟飞行失重环境，探索模拟失重环境暴露对动物腰椎退变机制的影响。
　　 方法:40只健康雄性新西兰大白兔，7～8月龄，余数法随机分为对照4周组、模拟失重4周组、对照8周组、模拟失重8周组，每组10只。模拟失重组采用尾部悬吊法，使用悬吊装置保持头低位双后肢不负重悬吊，悬吊5天，间隔休息2天。对照组大白兔同样饲养条件。分别于第4周、第8周采取空气栓塞法处死并取全部腰椎椎间盘组织，进行影像学、组织学、免疫组织化学基质金属蛋白酶(mateixmetalloproteinasesMMP-1，3)染色评价，在显微镜下观察并统计髓细胞簇细胞占细胞总数的百分比以及髓核细胞MMP-1，3阳性表达率。结果采用独立样本t检验比较各组之间统计学差异，P＜0.05有统计学意义。
　　 结果:1）影象学:失重组与对照组对比，腰椎正侧位、椎间盘CT及腰椎核磁未见退变表现。2）组织学:在定性研究方面，显微镜下显示对照组无髓核细胞增生，纤维环排列规则。模拟失重4周组、8周组兔腰椎间盘髓核细胞大量增生，以软骨样细胞为主，并细胞簇形成;其中在8周组中，纤维环与髓核连接处出现细胞凋亡，细胞外基质呈玻璃样变性，纤维化，在椎间盘纤维环中出现细胞核小而圆的软骨样细胞增生，并有细胞簇形成。在定量研究方面，失重4周组、8周组同一节段相比较，细胞簇细胞占细胞总数的百分比有明显差异(P＜0.05);随着模拟失重暴露时间延长，细胞簇细胞占细胞总数的百分比呈现增加趋势。在模拟失重4周组中，各相邻节段之间对比，腰2-3与腰3-4节段之间差异无统计学意义(P＞0.05)，其余各相邻阶段间细胞簇细胞百分比的差异有统计学意义(P＜0.05)。细胞簇细胞占细胞总数的百分比在下位腰椎随着腰4至骶1的序列呈现增加趋势，在腰6骶1节段最高。而在8周组中各相邻节段之间对比，腰3-4与腰4-5、腰4-5与腰5-6节段之间差异有统计学意义(P＜0.05)，其余相邻节段之间百分比差异无统计学意义(P＞0.05)。3)免疫组化:对照组中，少量髓核细胞MMP-1，3阳性表达，4周和8周模拟失重组大量髓核细胞细胞簇MMP-1，3阳性表达。4周和8周模拟失重组髓核细胞中MMP-1，3阳性表达率与相应对照组同一节段间对比明显增高，差异有统计学意义(P＜0.05);8周模拟失重组与4周组同一腰椎节段相比较，髓核细胞MMP-1，3阳性表达率也呈现增高趋势，并有统计学意义(P＜0.05);失重4周组中相邻节段MMP-1阳性表达率对比，腰5-6与腰6骶1节段间的差异有统计学意义(P＜0.05)，其余各相邻节段差异无统计学意义(P＞0.05);失重4周组中相邻节段MMP-3阳性表达率对比，腰2-3与腰3-4节段间的差异无统计学差异(P＞0.05)，其余各相邻节段间差异有统计学意义(P＜0.05)。8周组中相邻节段MMP-1阳性表达率对比，腰3-4与腰4-5、腰4-5腰与腰5-6节段之间的差异有统计学意义(P＜0.05)，其余各相邻节段差异无统计学意义(P＞0.05);8周组中相邻节段MMP-3阳性表达率对比，腰2-3与腰3-4、腰5-6与腰6骶1节段之间的差异有统计学意义(P＜0.05)，其余各相邻节段差异无统计学意义(P＞0.05)。4周与8周对照组髓核细胞有少量的MMP-1，3阳性表达，但两组间的差异并无统计学意义(P＞0.05)。
　　 结论:4周及8周短时间模拟失重可引起动物腰椎间盘出现椎间盘早期退变的病理学改变，退变起始表现为椎间盘髓核组织中的髓核细胞，以髓核细胞的细胞簇形成为其特征;退变程度在4周组腰4至骶1低位节段中随着序列序列逐渐加重，而8周组低位腰椎间盘改变无明显序列相关性;随着模拟失重时间增加，椎间盘退变程度加重。该研究发现提示失重环境可能参与和加速飞行员腰椎间盘退变进程。

目录

声明

摘要

前言

方法

一、试剂

二、设备

三、动物分组与建立动物模型

四、指标观察与测量

五 统计学处理

结果

1．影像学评价

2、组织学评价

2、分子生物学评价

讨论

结论

参考文献

综述一

综述二

附录

攻读学位期间发表论文情况

致谢