腰痛是常见的公共健康问题,发病率很高,椎间盘退行性改变通常被认为是最严重且与腰痛密切相关的疾病,该病变由多种因素造成,其中机械因素起着重要作用,持续的异常姿势可导致椎间盘退变。有学者提出反复压缩椎间盘产生负荷,可能逐渐导致其膨出并引发生急性腰痛,但该学说尚未在动物模型中得到验证。
来自苏州大学附属第一医院骨科的团队应用大鼠,通过模拟人类椎间盘弯曲过程中复杂的机械载荷,建立了新的大鼠尾椎间盘退变模型。
本研究选取20只12周龄的SD大鼠,随机分成四组,分别为对照组、假手术组及两个手术组(1.8N,4.5N)。其中,对照组用于基线资料统计,假手术组进行尾椎压缩弯曲,而两个手术组分别施加1.8N与4.5N的外力,对尾椎进行压缩弯曲。文中详细介绍了手术的实验流程,并且在实验进行第14天,对各组动物尾椎进行磁共振成像检查、组织病理学分析和实时定量PCR分析,用来判断椎间盘变性水平。
图1 大鼠尾椎间盘手术的位置及器具固定方式
磁共振成像和组织病理学结果表明,椎间盘变性程度可随压缩负荷的增加而加重。在两个手术组中均可见到椎间盘表面髓核和纤维环的结构紊乱。在假手术组和手术组中均观察到MM-3、MM-13和胶原蛋白1-α1 mRNA 表达的上调,而胶原蛋白2-α1 以及聚集蛋白聚糖的mRNA表达出现下调。手术组与对照组,以及两个手术组之间均出现显著性差异,而假手术组与对照组相似,无显著性差异。
图2 各组大鼠实验第14天时尾椎间盘行磁共振检查及结果统计
图3 各组大鼠实验第14天时尾椎间盘病理学染色结果
综上,本文通过构建大鼠静力学弯曲和压缩尾椎模型诱导椎间盘退变,发现反复的机械压缩施加负荷可诱导椎间盘退变,且变性程度与施加负荷大小相关,为椎间盘退变引发腰痛等疾病提供了新的动物模型。
引用此论文
Yichao Ji, Pengfei Zhu, Linlin Zhang, et al. A novel rat tail disc degeneration model induced by static bending and compression, Anim Models Exp Med. 2021; https://doi.org/10.1002/ame2.12178
期刊介绍
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内容:AMEM编辑部
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