ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชม Nature.com รุ่นเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการสนับสนุน CSS จำกัด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเราขอแนะนำให้ใช้เบราว์เซอร์ใหม่ (หรือปิดการใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการสนับสนุนอย่างต่อเนื่องเราจะแสดงเว็บไซต์โดยไม่ต้องมีสไตล์และ JavaScript
การจัดตั้งรูปแบบสัตว์ของการเปลี่ยนแปลงแบบ modic (MC) เป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการศึกษา MC กระต่ายสีขาวนิวซีแลนด์ห้าสิบสี่ถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มการแพร่กระจายของกลุ่มกล้ามเนื้อการฝังกล้ามเนื้อ (กลุ่ม ME) และกลุ่มการปลูกถ่ายนิวเคลียส pulposus (กลุ่ม NPE) ในกลุ่ม NPE แผ่นดิสก์ intervertebral ถูกเปิดเผยโดยวิธีการผ่าตัดเอว anterolateral และเข็มถูกใช้เพื่อเจาะร่างกายกระดูกสันหลัง L5 ใกล้กับแผ่นปลาย NP ถูกสกัดจากแผ่นดิสก์ intervertebral L1/2 โดยเข็มฉีดยาและฉีดเข้าไปในนั้น เจาะรูในกระดูก subchondral ขั้นตอนการผ่าตัดและวิธีการขุดเจาะในกลุ่มการฝังกล้ามเนื้อและกลุ่มการผ่าตัดเสแสร้งนั้นเหมือนกับในกลุ่มการฝัง NP ในกลุ่ม ME มีการวางกล้ามเนื้อชิ้นหนึ่งไว้ในหลุมในขณะที่อยู่ในกลุ่มการแข่งขันเสแสร้งไม่มีอะไรถูกวางไว้ในหลุม หลังจากการผ่าตัดการสแกน MRI และการทดสอบทางชีวภาพระดับโมเลกุลได้ดำเนินการ สัญญาณในกลุ่ม NPE เปลี่ยนไป แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เห็นได้ชัดในกลุ่มการแข่งขันเสแสร้งและกลุ่ม ME การสังเกตทางเนื้อเยื่อวิทยาพบว่าการเพิ่มจำนวนเนื้อเยื่อที่ผิดปกติถูกพบในบริเวณที่ฝังและการแสดงออกของ IL-4, IL-17 และ IFN-γเพิ่มขึ้นในกลุ่ม NPE การฝัง NP ลงในกระดูก subchondral สามารถสร้างแบบจำลองสัตว์ของ MC
การเปลี่ยนแปลงแบบ modic (MC) เป็นรอยโรคของ endplates กระดูกสันหลังและไขกระดูกที่อยู่ติดกันที่มองเห็นได้ในการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) พวกเขาค่อนข้างธรรมดาในบุคคลที่มีอาการที่เกี่ยวข้อง 1 การศึกษาจำนวนมากได้เน้นถึงความสำคัญของ MC เนื่องจากความสัมพันธ์กับอาการปวดหลังส่วนล่าง (LBP) 2,3 De Roos et al.4 และ Modic et al.5 อธิบายความผิดปกติของสัญญาณ subchondral สามประเภทที่แตกต่างกันในไขกระดูกกระดูกสันหลัง การเปลี่ยนแปลงประเภทที่ 1 ของ Modic คือ Hypointense ตามลำดับ T1-weighted (T1W) และ Hyperintense ตามลำดับ T2-weighted (T2W) รอยโรคนี้เผยให้เห็นรอยแยกของรอยแยกและเนื้อเยื่อเม็ดเลือดที่อยู่ติดกันในไขกระดูก การเปลี่ยนแปลง Type II ของ Modic แสดงสัญญาณสูงทั้งในลำดับ T1W และ T2W ในแผลประเภทนี้สามารถพบการทำลายแผ่น endplate รวมถึงการแทนที่ไขมันเนื้อเยื่อของไขกระดูกที่อยู่ติดกัน การเปลี่ยนแปลงประเภท Modic III แสดงสัญญาณต่ำในลำดับ T1W และ T2W รอยโรค Sclerotic ที่สอดคล้องกับ endplates ได้รับการสังเกต 6 MC ถือเป็นโรคทางพยาธิวิทยาของกระดูกสันหลังและมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโรคความเสื่อมจำนวนมากของกระดูกสันหลัง 7,8,9
เมื่อพิจารณาถึงข้อมูลที่มีอยู่การศึกษาหลายชิ้นได้ให้ข้อมูลเชิงลึกโดยละเอียดเกี่ยวกับสาเหตุและกลไกทางพยาธิวิทยาของ MC Albert et al. แนะนำว่า MC อาจเกิดจาก Herniation8 Hu et al. MC ที่มาจากการเสื่อมของแผ่นดิสก์อย่างรุนแรง 10 Kroc เสนอแนวคิดของ“ การแตกของแผ่นดิสก์ภายใน” ซึ่งระบุว่าการบาดเจ็บของแผ่นดิสก์ซ้ำ ๆ อาจนำไปสู่ microtears ใน endplate หลังจากการก่อตัวของแหว่งการทำลายแผ่น endplate โดยนิวเคลียส pulposus (NP) อาจทำให้เกิดการตอบสนองภูมิต้านทานผิดปกติซึ่งนำไปสู่การพัฒนาของ MC11 Ma et al. แบ่งปันมุมมองที่คล้ายกันและรายงานว่าการแพ้ภูมิตัวเองที่เกิดจาก NP มีบทบาทสำคัญในการเกิดโรคของ MC12
เซลล์ระบบภูมิคุ้มกันโดยเฉพาะอย่างยิ่ง CD4+ T helper lymphocytes มีบทบาทสำคัญในการเกิดโรคของภูมิต้านทานผิดปกติ 13 ชุดย่อย Th17 ที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ผลิต proinflammatory cytokine IL-17 ส่งเสริมการแสดงออกของ chemokine และกระตุ้นเซลล์ T ในอวัยวะที่เสียหายเพื่อผลิต IFN-γ14 เซลล์ Th2 ยังมีบทบาทพิเศษในการเกิดโรคของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน การแสดงออกของ IL-4 ในฐานะตัวแทน TH2 สามารถนำไปสู่ผลกระทบทางภูมิคุ้มกันอย่างรุนแรง 15
แม้ว่าการศึกษาทางคลินิกจำนวนมากได้ดำเนินการใน MC16,17,18,19,20,21,22,23,24 แต่ยังคงขาดแบบจำลองการทดลองสัตว์ที่เหมาะสมซึ่งสามารถเลียนแบบกระบวนการ MC ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งในมนุษย์และสามารถเป็นได้ ใช้ในการตรวจสอบสาเหตุหรือการรักษาใหม่ ๆ เช่นการรักษาด้วยเป้าหมาย จนถึงปัจจุบันมีการรายงานแบบจำลองสัตว์ของ MC เพียงไม่กี่ตัวเพื่อศึกษากลไกทางพยาธิวิทยาพื้นฐาน
จากทฤษฎีแพ้ภูมิตัวเองที่เสนอโดยอัลเบิร์ตและแมสซาชูเซตส์การศึกษาครั้งนี้ได้สร้างโมเดล MC กระต่ายที่เรียบง่ายและทำซ้ำได้โดยการผลิต NP อัตโนมัติใกล้กับแผ่นปลายกระดูกสันหลังที่เจาะ วัตถุประสงค์อื่น ๆ คือการสังเกตลักษณะทางเนื้อเยื่อวิทยาของแบบจำลองสัตว์และประเมินกลไกเฉพาะของ NP ในการพัฒนา MC ด้วยเหตุนี้เราจึงใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่นชีววิทยาโมเลกุล, MRI และการศึกษาทางเนื้อเยื่อวิทยาเพื่อศึกษาความก้าวหน้าของ MC
กระต่ายสองตัวเสียชีวิตจากการมีเลือดออกในระหว่างการผ่าตัดและกระต่ายสี่ตัวเสียชีวิตในระหว่างการดมยาสลบระหว่าง MRI ส่วนที่เหลือ 48 กระต่ายรอดชีวิตมาได้และไม่แสดงอาการทางพฤติกรรมหรือระบบประสาทหลังการผ่าตัด
MRI แสดงให้เห็นว่าความเข้มของสัญญาณของเนื้อเยื่อที่ฝังอยู่ในรูที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน ความเข้มของสัญญาณของร่างกายกระดูกสันหลัง L5 ในกลุ่ม NPE ค่อยๆเปลี่ยนไปที่ 12, 16 และ 20 สัปดาห์หลังจากการแทรก (ลำดับ T1W แสดงสัญญาณต่ำและลำดับ T2W แสดงสัญญาณผสมบวกสัญญาณต่ำ) (รูปที่ 1C) ในขณะที่ MRI ปรากฏตัว ในอีกสองกลุ่มของชิ้นส่วนที่ฝังอยู่ยังคงค่อนข้างเสถียรในช่วงเวลาเดียวกัน (รูปที่ 1A, B)
(a) ตัวแทน MRIs ต่อเนื่องของกระดูกสันหลังส่วนเอวกระต่ายที่ 3 คะแนนเวลา ไม่พบความผิดปกติของสัญญาณในภาพของกลุ่มการแข่งขันเสแสร้ง (b) ลักษณะสัญญาณของร่างกายกระดูกสันหลังในกลุ่ม ME นั้นคล้ายคลึงกับในกลุ่มการแข่งขันเสแสร้งและไม่พบการเปลี่ยนแปลงสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญที่ไซต์ฝังเมื่อเวลาผ่านไป (c) ในกลุ่ม NPE สัญญาณต่ำสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในลำดับ T1W และสัญญาณผสมและสัญญาณต่ำสามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในลำดับ T2W จากระยะเวลา 12 สัปดาห์ถึงระยะเวลา 20 สัปดาห์สัญญาณสูงเป็นระยะโดยรอบสัญญาณต่ำในลำดับ T2W ลดลง
กระดูก hyperplasia ที่เห็นได้ชัดสามารถเห็นได้ที่บริเวณฝังศพของร่างกายกระดูกสันหลังในกลุ่ม NPE และกระดูก hyperplasia เกิดขึ้นได้เร็วขึ้นจาก 12 ถึง 20 สัปดาห์ (รูปที่ 2C) เมื่อเทียบกับกลุ่ม NPE ร่างกาย; กลุ่ม Sham and ME Group (รูปที่ 2C) 2A, B)
(a) พื้นผิวของร่างกายกระดูกสันหลังที่ส่วนที่ฝังอยู่นั้นราบรื่นมากหลุมรักษาได้ดีและไม่มี hyperplasia ในร่างกายกระดูกสันหลัง (b) รูปร่างของไซต์ที่ฝังอยู่ในกลุ่ม ME นั้นคล้ายกับในกลุ่มปฏิบัติการเสแสร้งและไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในการปรากฏตัวของไซต์ที่ฝังอยู่เมื่อเวลาผ่านไป (c) กระดูก hyperplasia เกิดขึ้นที่ไซต์ที่ฝังอยู่ในกลุ่ม NPE กระดูก hyperplasia เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและขยายผ่านแผ่นดิสก์ intervertebral ไปยังร่างกายกระดูกสันหลัง contralateral
การวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาให้ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสร้างกระดูก รูปที่ 3 แสดงภาพถ่ายของส่วนหลังการผ่าตัดที่ย้อมด้วย H&E ในกลุ่มการแข่งขันเสแสร้ง chondrocytes ได้รับการจัดเรียงอย่างดีและไม่พบการเพิ่มจำนวนเซลล์ (รูปที่ 3A) สถานการณ์ในกลุ่ม ME นั้นคล้ายคลึงกับในกลุ่มการแข่งขัน Sham (รูปที่ 3B) อย่างไรก็ตามในกลุ่ม NPE พบ chondrocytes จำนวนมากและการแพร่กระจายของเซลล์ที่มีลักษณะคล้าย NP ถูกพบที่ไซต์การปลูกถ่าย (รูปที่ 3C);
(a) trabeculae สามารถมองเห็นได้ใกล้กับแผ่นปลาย chondrocytes ถูกจัดเรียงอย่างประณีตด้วยขนาดและรูปร่างของเซลล์สม่ำเสมอและไม่มีการแพร่กระจาย (40 ครั้ง) (b) เงื่อนไขของไซต์การฝังในกลุ่ม ME นั้นคล้ายกับของกลุ่มเสแสร้ง สามารถมองเห็น Trabeculae และ Chondrocytes ได้ แต่ไม่มีการแพร่กระจายที่ชัดเจนที่ไซต์ฝัง (40 ครั้ง) (b) จะเห็นได้ว่า chondrocytes และเซลล์ที่มีลักษณะคล้าย NP เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและรูปร่างและขนาดของ chondrocytes นั้นไม่สม่ำเสมอ (40 ครั้ง)
การแสดงออกของ interleukin 4 (IL-4) mRNA, interleukin 17 (IL-17) mRNA และ interferon γ (IFN-γ) mRNA ถูกพบในทั้งกลุ่ม NPE และ ME เมื่อเปรียบเทียบระดับการแสดงออกของยีนเป้าหมายการแสดงออกของยีนของ IL-4, IL-17 และ IFN-γเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม NPE เมื่อเทียบกับกลุ่ม ME และกลุ่มปฏิบัติการหลอกลวง (รูปที่ 4) (P <0.05) เมื่อเทียบกับกลุ่มปฏิบัติการเสแสร้งระดับการแสดงออกของ IL-4, IL-17 และ IFN-γในกลุ่ม ME เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นและไม่ถึงการเปลี่ยนแปลงทางสถิติ (P> 0.05)
การแสดงออกของ mRNA ของ IL-4, IL-17 และ IFN-γในกลุ่ม NPE มีแนวโน้มสูงกว่ากลุ่มปฏิบัติการ Sham และกลุ่ม ME (P <0.05)
ในทางตรงกันข้ามระดับการแสดงออกในกลุ่ม ME ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (P> 0.05)
การวิเคราะห์ Western blot ดำเนินการโดยใช้แอนติบอดีที่มีวางจำหน่ายทั่วไปกับ IL-4 และ IL-17 เพื่อยืนยันรูปแบบการแสดงออกของ mRNA ที่เปลี่ยนแปลง ดังที่แสดงในรูปที่ 5A, B เมื่อเทียบกับกลุ่ม ME และกลุ่มปฏิบัติการเสแสร้งระดับโปรตีนของ IL-4 และ IL-17 ในกลุ่ม NPE เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (P <0.05) เมื่อเทียบกับกลุ่มปฏิบัติการเสแสร้งระดับโปรตีนของ IL-4 และ IL-17 ในกลุ่ม ME ก็ล้มเหลวในการเข้าถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P> 0.05)
(a) ระดับโปรตีนของ IL-4 และ IL-17 ในกลุ่ม NPE สูงกว่ากลุ่ม ME และกลุ่มยาหลอกอย่างมีนัยสำคัญ (P <0.05) (b) ฮิสโตแกรม Western blot
เนื่องจากตัวอย่างของมนุษย์จำนวน จำกัด ที่ได้รับในระหว่างการผ่าตัดการศึกษาที่ชัดเจนและมีรายละเอียดเกี่ยวกับการเกิดโรคของ MC ค่อนข้างยาก เราพยายามสร้างแบบจำลองสัตว์ของ MC เพื่อศึกษากลไกทางพยาธิวิทยาที่อาจเกิดขึ้น ในเวลาเดียวกันการประเมินผลทางรังสีการประเมินทางเนื้อเยื่อวิทยาและการประเมินทางชีวภาพของโมเลกุลถูกนำมาใช้เพื่อทำตามเส้นทางของ MC ที่เกิดจาก NP autograft เป็นผลให้แบบจำลองการฝัง NP ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของสัญญาณอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากจุดเวลา 12 สัปดาห์ถึง 20 สัปดาห์ (สัญญาณต่ำผสมในลำดับ T1W และสัญญาณต่ำในลำดับ T2W) แสดงการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อและเนื้อเยื่อวิทยาและโมเลกุลและโมเลกุล การประเมินทางชีวภาพยืนยันผลการศึกษารังสี
ผลของการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางสายตาและเนื้อเยื่อวิทยาเกิดขึ้นที่เว็บไซต์ของการละเมิดร่างกายกระดูกสันหลังในกลุ่ม NPE ในเวลาเดียวกันการแสดงออกของยีน IL-4, IL-17 และ IFN-γเช่นเดียวกับ IL-4, IL-17 และ IFN-γถูกสังเกตเห็นว่าการละเมิดเนื้อเยื่อนิวเคลียส autologous pulposus ในกระดูกสันหลัง ร่างกายอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณและสัณฐานวิทยา เป็นเรื่องง่ายที่จะพบว่าลักษณะสัญญาณของร่างกายกระดูกสันหลังของแบบจำลองสัตว์ (สัญญาณต่ำในลำดับ T1W สัญญาณผสมและสัญญาณต่ำในลำดับ T2W) มีความคล้ายคลึงกับเซลล์กระดูกสันหลังของมนุษย์และลักษณะ MRI ยืนยันการสังเกตของเนื้อเยื่อวิทยาและกายวิภาคศาสตร์ขั้นต้นนั่นคือการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ร่างกายกระดูกสันหลังมีความก้าวหน้า แม้ว่าการตอบสนองการอักเสบที่เกิดจากการบาดเจ็บเฉียบพลันอาจปรากฏขึ้นในไม่ช้าหลังจากการเจาะ แต่ผลลัพธ์ MRI แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องปรากฏขึ้น 12 สัปดาห์หลังจากการเจาะและคงอยู่ถึง 20 สัปดาห์โดยไม่มีสัญญาณการกู้คืนหรือการเปลี่ยนแปลง MRI ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า NP vertebral autologous เป็นวิธีที่เชื่อถือได้สำหรับการสร้าง MV แบบก้าวหน้าในกระต่าย
รูปแบบการเจาะนี้ต้องใช้ทักษะเวลาและความพยายามในการผ่าตัดที่เพียงพอ ในการทดลองเบื้องต้นการผ่าหรือการกระตุ้นมากเกินไปของโครงสร้างเอ็นของ paravertebral อาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวของกระดูกสันหลัง osteophytes ควรใช้ความระมัดระวังเพื่อไม่ทำลายหรือระคายเคืองแผ่นดิสก์ที่อยู่ติดกัน เนื่องจากความลึกของการเจาะจะต้องถูกควบคุมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องและทำซ้ำได้เราจึงทำปลั๊กด้วยตนเองโดยตัดปลอกของเข็มยาว 3 มม. การใช้ปลั๊กนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความลึกของการขุดเจาะที่สม่ำเสมอในร่างกายกระดูกสันหลัง ในการทดลองเบื้องต้นศัลยแพทย์ศัลยกรรมศัลยกรรมศัลยกรรมสามคนที่เกี่ยวข้องในการผ่าตัดพบเข็มขนาด 16 ตัวง่ายกว่าที่จะทำงานได้ง่ายกว่าเข็ม 18 เกจหรือวิธีอื่น ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการมีเลือดออกมากเกินไปในระหว่างการขุดเจาะการถือเข็มยังคงอยู่พักหนึ่งจะให้รูแทรกที่เหมาะสมกว่าซึ่งบ่งชี้ว่าสามารถควบคุม MC ในระดับหนึ่งด้วยวิธีนี้
แม้ว่าการศึกษาจำนวนมากได้กำหนดเป้าหมาย MC แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับสาเหตุและการเกิดโรคของ MC25,26,27 จากการศึกษาก่อนหน้าของเราเราพบว่าภูมิต้านทานผิดปกติมีบทบาทสำคัญในการเกิดและการพัฒนาของ MC12 การศึกษาครั้งนี้ตรวจสอบการแสดงออกเชิงปริมาณของ IL-4, IL-17 และ IFN-γซึ่งเป็นเส้นทางการแยกความแตกต่างหลักของเซลล์ CD4+ หลังจากการกระตุ้นแอนติเจน ในการศึกษาของเราเมื่อเทียบกับกลุ่มลบกลุ่ม NPE มีการแสดงออกที่สูงขึ้นของ IL-4, IL-17 และ IFN-γและระดับโปรตีนของ IL-4 และ IL-17 ก็สูงขึ้นเช่นกัน
การแสดงออกทางคลินิกการแสดงออกของ IL-17 mRNA จะเพิ่มขึ้นในเซลล์ NP จากผู้ป่วยที่มีแผ่นดิสก์ Herniation28 ระดับการแสดงออกของ IL-4 และ IFN-γที่เพิ่มขึ้นนั้นพบได้ในรูปแบบการยั่วยุดิสก์แบบไม่บีบอัดแบบเฉียบพลันเมื่อเทียบกับการควบคุมที่ดีต่อสุขภาพ 29 IL-17 มีบทบาทสำคัญในการอักเสบการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อในโรคแพ้ภูมิตัวเอง 30 และเพิ่มการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันต่อ IFN-γ31 ได้รับการปรับปรุงการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อ IL-17-mediated ได้รับการรายงานใน MRL/LPR MICE32 และหนูที่ไวต่อภูมิต้านทานผิดปกติ 33 IL-4 สามารถยับยั้งการแสดงออกของ cytokines proinflammatory (เช่น IL-1βและTNFα) และการเปิดใช้งาน macrophage 34 มีรายงานว่าการแสดงออกของ mRNA ของ IL-4 นั้นแตกต่างกันในกลุ่ม NPE เมื่อเทียบกับ IL-17 และ IFN-γในเวลาเดียวกัน การแสดงออกของ mRNA ของ IFN-γในกลุ่ม NPE นั้นสูงกว่าในกลุ่มอื่นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการผลิต IFN-γอาจเป็นสื่อกลางของการตอบสนองการอักเสบที่เกิดจากการแทรกซึมของ NP การศึกษาแสดงให้เห็นว่า IFN-γนั้นผลิตโดยเซลล์หลายชนิดรวมถึงเซลล์ผู้ช่วย Type 1 ตัวช่วย Type 1, เซลล์นักฆ่าธรรมชาติและ macrophages35,36 และเป็นไซโตไคน์ที่สำคัญโปรอักเสบที่ส่งเสริมการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน 37
การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าการตอบสนองของภูมิต้านทานผิดปกติอาจเกี่ยวข้องกับการเกิดและการพัฒนาของ MC Luoma และคณะ พบว่าลักษณะสัญญาณของ MC และ NP ที่โดดเด่นมีความคล้ายคลึงกันใน MRI และทั้งสองแสดงสัญญาณสูงในลำดับ T2W 38 ไซโตไคน์บางตัวได้รับการยืนยันว่าเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเกิด MC เช่น IL-139 Ma et al. ชี้ให้เห็นว่าการยื่นออกมาของ NP ขึ้นหรือลงอาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเกิดขึ้นและการพัฒนาของ MC12 Bobechko40 และ Herzbein et al.41 รายงานว่า NP เป็นเนื้อเยื่อภูมิคุ้มกันที่ไม่สามารถเข้าสู่การไหลเวียนของหลอดเลือดตั้งแต่แรกเกิด NP ที่ยื่นออกมาแนะนำสิ่งแปลกปลอมในการจัดหาเลือดดังนั้นจึงเป็นการไกล่เกลี่ยปฏิกิริยาแพ้ภูมิตัวเองในท้องถิ่น 42 ปฏิกิริยาแพ้ภูมิตัวเองสามารถกระตุ้นปัจจัยภูมิคุ้มกันจำนวนมากและเมื่อปัจจัยเหล่านี้สัมผัสกับเนื้อเยื่ออย่างต่อเนื่องพวกเขาสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการส่งสัญญาณ 43 ในการศึกษานี้การแสดงออกที่มากเกินไปของ IL-4, IL-17 และ IFN-γเป็นปัจจัยทางภูมิคุ้มกันทั่วไปพิสูจน์ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่าง NP และ MCS44 รูปแบบสัตว์นี้เลียนแบบการพัฒนาของ NP และเข้าสู่แผ่นสิ้นสุด กระบวนการนี้เผยให้เห็นผลกระทบของการแพ้ภูมิตัวเองต่อ MC
ตามที่คาดไว้รูปแบบสัตว์นี้ให้เรามีแพลตฟอร์มที่เป็นไปได้ในการศึกษา MC อย่างไรก็ตามแบบจำลองนี้ยังคงมีข้อ จำกัด บางประการ: ประการแรกในระหว่างขั้นตอนการสังเกตสัตว์กระต่ายระยะกลางบางตัวจำเป็นต้องถูกกำจัดออกไปสำหรับการทดสอบทางชีววิทยาและโมเลกุลทางชีววิทยาดังนั้นสัตว์บางตัว "หลุดออกไป" เมื่อเวลาผ่านไป ประการที่สองถึงแม้ว่าจะมีการตั้งค่าคะแนนสามเวลาในการศึกษานี้ แต่น่าเสียดายที่เราได้สร้างแบบจำลอง MC ประเภทหนึ่งเท่านั้น สังเกตการเปลี่ยนแปลงสัญญาณทั้งหมดได้ดีขึ้น ประการที่สามการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างเนื้อเยื่อสามารถแสดงได้อย่างชัดเจนโดยการย้อมสีทางเนื้อเยื่อวิทยา แต่เทคนิคพิเศษบางอย่างสามารถเปิดเผยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคในรุ่นนี้ได้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่นกล้องจุลทรรศน์แสงแบบโพลาไรซ์ถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์การก่อตัวของ fibrocartilage ใน Discs ของกระต่าย intervertebral 45 ผลกระทบระยะยาวของ NP ต่อ MC และ endplate จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม
กระต่ายสีขาวนิวซีแลนด์ห้าสิบสี่ตัว (น้ำหนักประมาณ 2.5-3 กิโลกรัมอายุ 3-3.5 เดือน) ถูกสุ่มแบ่งออกเป็นกลุ่มปฏิบัติการเสแสร้งกลุ่มการฝังกล้ามเนื้อ (กลุ่ม ME) และกลุ่มรากฟันเทียมของเส้นประสาท (กลุ่ม NPE) ขั้นตอนการทดลองทั้งหมดได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมของโรงพยาบาลเทียนจินและวิธีการทดลองได้ดำเนินการตามแนวทางที่ได้รับการอนุมัติอย่างเข้มงวด
มีการปรับปรุงบางอย่างกับเทคนิคการผ่าตัดของ S. Sobajima 46 กระต่ายแต่ละตัวจะถูกวางไว้ในตำแหน่งที่อยู่ด้านข้างและพื้นผิวด้านหน้าของแผ่นดิสก์ intervertebral (IVDS) ของเอว (IVDS) ห้าเส้นติดต่อกันโดยใช้วิธีการ retroperitoneal หลัง กระต่ายแต่ละตัวได้รับยาชาทั่วไป (20% ยูรีเทน, 5 มล./กก. ผ่านทางหลอดเลือดดำหู) แผลที่ผิวหนังตามยาวทำจากขอบล่างของซี่โครงไปจนถึงกระดูกเชิงกรานหน้าท้อง 2 ซม. ไปยังกล้ามเนื้อ paravertebral กระดูกสันหลัง anterolateral ที่ถูกต้องจาก L1 ถึง L6 ถูกเปิดเผยโดยการผ่าที่คมชัดและทื่อของเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังที่วางอยู่เนื้อเยื่อ retroperitoneal และกล้ามเนื้อ (รูปที่ 6A) ระดับแผ่นดิสก์ถูกกำหนดโดยใช้กระดูกเชิงกรานเป็นสถานที่สำคัญทางกายวิภาคสำหรับระดับดิสก์ L5-L6 ใช้เข็มเจาะ 16 เกจเพื่อเจาะรูใกล้แผ่นปลายของกระดูก L5 ที่ระดับความลึก 3 มม. (รูปที่ 6b) ใช้เข็มฉีดยาขนาด 5 มล. เพื่อดูดซับนิวเคลียส autologous pulposus ในแผ่นดิสก์ intervertebral L1-L2 (รูปที่ 6C) ลบนิวเคลียส pulposus หรือกล้ามเนื้อตามข้อกำหนดของแต่ละกลุ่ม หลังจากหลุมเจาะลึกลงไปเย็บแผลที่ดูดซับได้จะถูกวางไว้บนพังผืดลึกพังผืดผิวเผินและผิวหนังดูแลไม่ทำลายเนื้อเยื่อ periosteal ของร่างกายกระดูกสันหลังในระหว่างการผ่าตัด
(a) แผ่นดิสก์ L5 - L6 ถูกเปิดเผยผ่านวิธีการ retroperitoneal หลัง (b) ใช้เข็ม 16 เกจเพื่อเจาะรูใกล้กับแผ่นปลาย L5 (c) MFs autologous ถูกเก็บเกี่ยว
ยาระงับความรู้สึกทั่วไปได้รับการบริหารด้วยยูรีเทน 20% (5 มล./กก.) ที่บริหารผ่านหลอดเลือดดำหูและการถ่ายภาพรังสีกระดูกสันหลังส่วนเอวซ้ำที่ 12, 16 และ 20 สัปดาห์หลังผ่าตัด
กระต่ายถูกเสียสละโดยการฉีดคีตามีนเข้ากล้ามเนื้อ (25.0 มก./กก.) และโซเดียม pentobarbital ทางหลอดเลือดดำ (1.2 กรัม/กก.) ที่ 12, 16 และ 20 สัปดาห์หลังการผ่าตัด กระดูกสันหลังทั้งหมดถูกลบออกสำหรับการวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาและทำการวิเคราะห์จริง การถอดรหัสย้อนกลับเชิงปริมาณ (RT-qPCR) และการซับแบบตะวันตกถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยภูมิคุ้มกัน
การตรวจ MRI ได้ดำเนินการในกระต่ายโดยใช้แม่เหล็กทางคลินิก 3.0 T (GE Medical Systems, Florence, SC) พร้อมกับตัวรับสัญญาณม้วนแขนขามุมฉาก กระต่ายถูกดมยาสลบด้วยยูรีเทน 20% (5 มล./กก.) ผ่านหลอดเลือดดำหูแล้ววางหงายภายในแม่เหล็กโดยมีพื้นที่เอวที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ขดลวดพื้นผิววงกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 นิ้ว (ระบบการแพทย์ GE) ภาพ Localizer ที่มีน้ำหนัก Coronal T2 (TR, 1445 ms; TE, 37 ms) ได้รับเพื่อกำหนดตำแหน่งของแผ่นดิสก์เอวจาก L3-L4 ถึง L5-L6 Sagittal Plane T2-weighted ชิ้นได้มาพร้อมกับการตั้งค่าต่อไปนี้: ลำดับการหมุนอย่างรวดเร็วพร้อมเวลาทำซ้ำ (TR) ที่ 2200 มิลลิวินาทีและเวลาสะท้อน (TE) 70 มิลลิวินาทีเมทริกซ์; สนามภาพ 260 และแปดสิ่งเร้า; ความหนาของการตัดคือ 2 มม. ช่องว่างคือ 0.2 มม.
หลังจากถ่ายภาพสุดท้ายและกระต่ายตัวสุดท้ายถูกฆ่าตายเสแสร้งกล้ามเนื้อและแผ่นดิสก์ NP ถูกลบออกเพื่อตรวจเนื้อเยื่อวิทยา เนื้อเยื่อได้รับการแก้ไขในฟอร์มาลินบัฟเฟอร์ที่เป็นกลาง 10% เป็นเวลา 1 สัปดาห์โดยมีกรดเอทิลีนเนียนเนททราซิติกและพาราฟิน บล็อกเนื้อเยื่อถูกฝังอยู่ในพาราฟินและตัดเป็นส่วนทัล (หนา 5 ไมครอน) โดยใช้ microtome ส่วนถูกย้อมด้วย hematoxylin และ eosin (H&E)
หลังจากรวบรวมแผ่นดิสก์ intervertebral จากกระต่ายในแต่ละกลุ่ม RNA ทั้งหมดจะถูกสกัดโดยใช้คอลัมน์ Uniq-10 (Shanghai Sangon Biotechnology Co. , Ltd. , China) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต , เมดิสัน, วิสคอนซิน, สหรัฐอเมริกา) การถอดรหัสย้อนกลับได้ดำเนินการ
RT-qPCR ดำเนินการโดยใช้ PRISM 7300 (Applied Biosystems Inc. , USA) และ SYBR Green Jump Start TAQ Readymix (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ปริมาตรปฏิกิริยา PCR คือ 20 μlและมี cDNA เจือจาง 1.5 μlและ 0.2 μmของไพรเมอร์แต่ละตัว ไพรเมอร์ได้รับการออกแบบโดยนักออกแบบ Oligoperfect (Invitrogen, Valencia, CA) และผลิตโดย Nanjing Golden Stewart Biotechnology Co. , Ltd. (จีน) (ตารางที่ 1) ใช้เงื่อนไขการปั่นจักรยานความร้อนต่อไปนี้: ขั้นตอนการเปิดใช้งานโพลีเมอเรสเริ่มต้นที่ 94 ° C เป็นเวลา 2 นาทีจากนั้น 40 รอบ 15 วินาทีแต่ละครั้งที่ 94 ° C สำหรับการสูญเสียเทมเพลตการหลอมเป็นเวลา 1 นาทีที่ 60 ° C, ส่วนขยายและเรืองแสง ทำการวัดเป็นเวลา 1 นาทีที่ 72 ° C ตัวอย่างทั้งหมดได้รับการขยายสามครั้งและใช้ค่าเฉลี่ยสำหรับการวิเคราะห์ RT-qPCR วิเคราะห์ข้อมูลการขยายโดยใช้ FlexStation 3 (อุปกรณ์โมเลกุล, Sunnyvale, CA, USA) การแสดงออกของยีน IL-4, IL-17 และ IFN-γถูกทำให้เป็นมาตรฐานในการควบคุมภายนอก (ACTB) ระดับการแสดงออกสัมพัทธ์ของ mRNA เป้าหมายถูกคำนวณโดยใช้วิธี 2-ΔΔCT
โปรตีนทั้งหมดถูกสกัดจากเนื้อเยื่อโดยใช้เนื้อเยื่อ homogenizer ในบัฟเฟอร์ RIPA lysis (มีค็อกเทลโปรตีเอสและฟอสฟาเตสค็อกเทล) จากนั้นหมุนเหวี่ยงที่ 13,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 20 นาทีที่ 4 ° C เพื่อกำจัดเศษเนื้อเยื่อ มีการโหลดโปรตีนห้าสิบไมโครกรัมต่อเลนโดยคั่นด้วย SDS-PAGE 10% จากนั้นถ่ายโอนไปยังเมมเบรน PVDF การปิดกั้นดำเนินการในนมแห้ง nonfat 5% ในน้ำเกลือทริสบัฟเฟอร์ (TBS) ที่มี 0.1% Tween 20 เป็นเวลา 1 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง เมมเบรนถูกบ่มด้วยแอนติบอดีปฐมภูมิแอนตี้-ดีคอร์ (เจือจาง 1: 200; Boster, Wuhan, จีน) (เจือจาง 1: 200; Bioss, ปักกิ่ง, จีน) ค้างคืนที่ 4 ° C และตอบสนองในวันที่สอง; ด้วยแอนติบอดีทุติยภูมิ (แพะแอนตี้-กระต่ายอิมมูโนโกลบูลิน G ที่ 1: 40,000 เจือจาง) รวมกับ peroxidase มะรุม (Boster, Wuhan, จีน) เป็นเวลา 1 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง ตรวจพบสัญญาณ Western blot โดยการเพิ่มขึ้นของ chemiluminescence บนเมมเบรน chemiluminescent หลังจากการฉายรังสีรังสีเอกซ์ สำหรับการวิเคราะห์แบบ densitometric นั้นจะถูกสแกนและหาปริมาณโดยใช้ซอฟต์แวร์ bandscan และผลลัพธ์ถูกแสดงเป็นอัตราส่วนของ immunoreactivity ของยีนเป้าหมายต่อ tubulin immunoreactivity
การคำนวณทางสถิติดำเนินการโดยใช้แพคเกจซอฟต์แวร์ SPSS16.0 (SPSS, USA) ข้อมูลที่รวบรวมในระหว่างการศึกษาแสดงเป็นค่าเฉลี่ย±ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (ค่าเฉลี่ย± SD) และวิเคราะห์โดยใช้การวิเคราะห์มาตรการซ้ำทางเดียวของความแปรปรวน (ANOVA) เพื่อตรวจสอบความแตกต่างระหว่างทั้งสองกลุ่ม P <0.05 ได้รับการพิจารณาอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ
ดังนั้นการจัดตั้งแบบจำลองสัตว์ของ MC โดยการปลูกฝัง NPs autologous ลงในร่างกายกระดูกสันหลังและทำการสังเกตการณ์มาโครอะตอม, การวิเคราะห์ MRI, การประเมินผลทางเนื้อเยื่อวิทยาและการวิเคราะห์ทางชีวภาพโมเลกุลอาจกลายเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการประเมินและทำความเข้าใจกลไกของ MC ของมนุษย์ การแทรกแซง
วิธีการอ้างอิงบทความนี้: Han, C. และคณะ แบบจำลองสัตว์ของการเปลี่ยนแปลงที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้นโดยการปลูกฝังนิวเคลียส pulposus autologous ลงในกระดูก subchondral ของกระดูกสันหลังส่วนเอว วิทยาศาสตร์ ตัวแทน 6, 35102: 10.1038/SREP35102 (2016)
Weishaupt, D. , Zanetti, M. , Hodler, J. , และ Boos, N. การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กของกระดูกสันหลังส่วนเอว: ความชุกของการหมอนรองและการเก็บรักษาดิสก์, การบีบอัดรากประสาท, ความผิดปกติของแผ่นปลาย . ประเมิน. รังสีวิทยา 209, 661–666, ดอย: 10.1148/รังสีวิทยา 209.3.9844656 (1998)
Kjaer, P. , Korsholm, L. , Bendix, T. , Sorensen, JS และ Leboeuf-Eed, K. การเปลี่ยนแปลง Modic และความสัมพันธ์ของพวกเขากับการค้นพบทางคลินิก วารสารกระดูกสันหลังของยุโรป: การตีพิมพ์อย่างเป็นทางการของสมาคมกระดูกสันหลังยุโรปสมาคมยุโรปแห่งกระดูกสันหลังและสมาคมยุโรปเพื่อการวิจัยกระดูกสันหลังส่วนคอ 15, 1312–1319, ดอย: 10.1007/s00586-006-0185-X (2006)
Kuisma, M. , et al. การเปลี่ยนแปลงที่ทันสมัยใน endplates กระดูกสันหลังส่วนเอว: ความชุกและความสัมพันธ์กับอาการปวดหลังส่วนล่างและอาการปวดตะโพกในคนงานชายวัยกลางคน กระดูกสันหลัง 32, 1116–1122, ดอย: 10.1097/01.BRS.0000261561.12944.FF (2007)
De Roos, A. , Kressel, H. , Spritzer, K. , และ Dalinka, M. MRI ของไขกระดูกเปลี่ยนไปใกล้แผ่นปลายในโรคเสื่อมของกระดูกสันหลังส่วนเอว AJR วารสารรังสีวิทยาอเมริกัน 149, 531–534, ดอย: 10.2214/ajr.149.3.531 (1987)
Modic, MT, Steinberg, PM, Ross, JS, Masaryk, TJ และ Carter, Jr Denerative Disc Disc: การประเมินผลของไขกระดูกเปลี่ยนไปกับ MRI รังสีวิทยา 166, 193–199, ดอย: 10.1148/รังสีวิทยา 166.1.33366678 (1988)
Modic, MT, Masaryk, TJ, Ross, JS และ Carter, การถ่ายภาพ JR ของโรคดิสก์เสื่อม รังสีวิทยา 168, 177–186, ดอย: 10.1148/รังสีวิทยา 168.1.3289089 (1988)
Jensen, TS, และคณะ ตัวทำนายการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ Neovertebral endplate (MODIC) ในประชากรทั่วไป วารสารกระดูกสันหลังของยุโรป: การตีพิมพ์อย่างเป็นทางการของสมาคมกระดูกสันหลังยุโรป, สมาคมความผิดปกติของกระดูกสันหลังยุโรปและสมาคมการวิจัยกระดูกสันหลังส่วนคอของยุโรป, แผนก 19, 129–135, ดอย: 10.1007/s00586-009-1184-5 (2010)
Albert, HB และ Mannisch, K. Modic เปลี่ยนแปลงหลังจากหมอนรองดิสก์เอว วารสารกระดูกสันหลังของยุโรป: การตีพิมพ์อย่างเป็นทางการของสมาคมกระดูกสันหลังยุโรปสมาคมยุโรปแห่งกระดูกสันหลังและสังคมยุโรปเพื่อการวิจัยกระดูกสันหลังส่วนคอ 16, 977–982, ดอย: 10.1007/S00586-007-0336-8 (2007)
Kerttula, L. , Luoma, K. , Vehmas, T. , Gronblad, M. , และ Kaapa, E. การเปลี่ยนแปลงประเภทที่ 1 Modic สามารถทำนายการเสื่อมสภาพของแผ่นดิสก์ที่ผิดปกติได้อย่างรวดเร็ว: การศึกษาในอนาคต 1 ปี วารสารกระดูกสันหลังยุโรป 21, 1135–1142, ดอย: 10.1007/s00586-012-2147-9 (2012)
Hu, ZJ, Zhao, FD, Fang, XQ และ FAN, การเปลี่ยนแปลงที่ทันสมัย SW: สาเหตุที่เป็นไปได้และการมีส่วนร่วมในการเสื่อมสภาพของดิสก์เอว สมมติฐานทางการแพทย์ 73, 930–932, ดอย: 10.1016/j.mehy.2009.06.038 (2009)
Krok, HV ภายในการแตก ปัญหาการห้อยยานของดิสก์นานกว่า 50 ปี กระดูกสันหลัง (Phila PA 1976) 11, 650–653 (1986)
เวลาโพสต์: ธ.ค. 13-2024