力學(xué)刺激對纖維環(huán)源干細胞基質(zhì)代謝以及纖維環(huán)損傷修復(fù)的影響.pdf

1、目的：比較各種力學(xué)拉伸強度下纖維環(huán)源干細胞(AFSCs)基質(zhì)代謝基因的表達情況；評價力學(xué)刺激后的AFSCs修復(fù)兔損傷纖維環(huán)的療效。
　　方法：獲取1.5kg新西蘭大耳白兔的纖維環(huán)組織，分離培養(yǎng)其AFSCs；對培養(yǎng)的AFSCs分別進行0％、2%、5%、12%(0.5Hz，4h/d，3d)力學(xué)刺激，通過細胞骨架染色觀察細胞形態(tài)變化，通過 RT-PCR檢測力學(xué)刺激培養(yǎng)后的 AFSCs合成代謝基因(Collage-I，Collage-II

2、，Aggrecan)的變化，篩選合適的拉伸力學(xué)刺激條件；選取18只健康新西蘭大白兔，按培養(yǎng)周期隨機分成3組(2周，4周，6周)。3組兔均建立纖維環(huán)缺損模型：L3-4不做任何處理作為空白組；L4-5填塞明膠海綿作為明膠海綿組；L5-6：注射力學(xué)刺激后的AFSCs并行明膠海綿填塞作為力學(xué)刺激AFSCs組；L6-7：注射未給予力學(xué)刺激的AFSCs并行明膠海綿填塞作為AFSCs組。分別于術(shù)后第2周，4周，6周各處死6只實驗動物，拍攝腰椎側(cè)位X線

3、片及MRI，分別測量3組實驗兔治療后的髓核含水量和面積、椎間盤高度指數(shù)(DHI)，并對損傷修復(fù)部位行H-E染色和Masson染色，分析比較各組的修復(fù)情況。
　　結(jié)果：經(jīng)0%、2%、5%、12%(0.5Hz，4h/d，3d)拉伸力學(xué)刺激后的AFSCs，其細胞骨架染色顯示各組間細胞形態(tài)未見明顯變化，但2%和12%拉伸強度下的細胞骨架更為模糊。此外，2%和12%拉伸強度下的基質(zhì)代謝基因(Collage-I，Collage-II，Aggr

4、ecan)表達較對照組下降，而經(jīng)5%拉伸力學(xué)刺激后的 AFSCs合成代謝基因較其余各組則顯著增高，我們認為5%拉伸幅度，0.5Hz，4h/d持續(xù)刺激3d為較合適的力學(xué)刺激強度；MRI檢查結(jié)果顯示拉伸AFSCs組和AFSCs組可以延緩椎間盤的退變；空白組及明膠海綿組的髓核含水量及面積在術(shù)后2周時即明顯下降并呈現(xiàn)續(xù)降低趨勢，而拉伸AFSCs組和AFSCs組在各時段均顯著高于空白組及明膠海綿組，但AFSCs處理組間并無顯著差異；空白組、明膠海

5、綿組椎間盤高度呈降低趨勢，拉伸 AFSCs組、AFSCs組經(jīng)注射后2周椎間盤高度下降緩慢，與前兩組有統(tǒng)計學(xué)差異。病理結(jié)果顯示拉伸AFSCs組、AFSCs組2周和4周時髓核保留相對完整，纖維環(huán)形態(tài)規(guī)則，髓核纖維環(huán)邊界較清晰，缺損部位由成纖維細胞及軟骨細胞填充。6周內(nèi)拉伸AFSCs組、AFSCs組髓核組織顯著退變并較前明顯減少。
　　結(jié)論：5%力學(xué)刺激能夠有效促進 AFSCs基質(zhì)代謝基因的表達；將 AFSCs種植于纖維環(huán)缺損部位后，可