椎间盘退变与修复动物的体内模型和体外模型
腰椎椎间盘退行性变大动物模型的建立方法
腰椎椎间盘退行性变大动物模型的建立方法唐家国;于滨生【期刊名称】《脊柱外科杂志》【年(卷),期】2017(015)005【总页数】5页(P314-318)【关键词】腰椎;椎间盘退行性变;模型,动物;综述文献【作者】唐家国;于滨生【作者单位】广州医科大学研究生院,广东 511436;深圳市脊柱外科重点实验室,北京大学深圳医院脊柱外科,广东 518036;深圳市脊柱外科重点实验室,北京大学深圳医院脊柱外科,广东 518036;深圳市骨科疾病再生技术工程实验室,北京大学深圳医院骨科研究中心,广东 518036【正文语种】中文【中图分类】R681.533椎间盘退行性变（IDD）是脊柱外科的常见病和多发病，随着人口老龄化进程的加速，其发生率大幅上升［1-2］。
IDD是引起腰背痛的主要原因［3-4］，为了寻求治疗腰背痛的有效手段，IDD与椎间盘再生的基础研究近年来受到了广泛关注。
由于穿刺或者椎间盘造影会破坏椎间盘完整性，加速退行性变，在人体上进行的椎间盘研究只能进行观察而不能开展直接干预的有创研究，而动物模型在许多方面可以模拟人体IDD的发生过程，从而可以开展直接干预研究。
IDD模型种类繁多，但均有一定的局限性，大动物的椎间盘在解剖结构、生化及组织学上与人椎间盘具有相似性，是较为理想的用于IDD与再生治疗相关的研究模型［5-8］。
本文就牛、羊、猪、犬和猴等大动物IDD的建模方法作一综述。
1.1.1 纤维环切割椎间盘结构的破坏在IDD中起着决定性的作用，手术破坏椎间盘纤维环可以导致IDD。
而纤维环切割模型是模仿纤维环周围裂隙，激发髓核及终板改变［9］，导致椎间盘出现退行性变表现。
康然等［10］的实验研究中，将猪全麻后（腹腔注射3%戊巴比妥1.0 mL/kg），取侧卧位，切口从末节肋骨与脊柱交点前下方2.0 cm处开始，沿着腹膜后间隙暴露椎间盘前外侧，借助C形臂X线机透视定位，选择23号刀片平行于椎间隙切割纤维环（长度为17.0 mm）。
糖尿病大鼠椎间盘退变的实验观察
糖尿病大鼠椎间盘退变的实验观察（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：陈森熊敏余化龙何宁廖梅梅【摘要】目的观察糖尿病大鼠椎间盘的退变情况，探讨糖尿病引起椎间盘退变的可能机制。
方法30只雄性SD大鼠随机分为实验组和对照组，每组15只。
实验组采用腹腔单次注射链脲佐菌素溶液(STZ)50 mg/kg制成糖尿病模型，正常对照组仅注射等量的枸橼酸缓冲液。
分别在建模成功后4、8、12 w取椎间盘组织，HE染色观察椎间盘组织病理变化;透射电镜观察髓核细胞及胶原变化;用TUNEL 法显示髓核组织细胞凋亡情况，测定凋亡率。
结果实验组大鼠注射STZ后，空腹血糖均大于13.8 mmol/L〔(20.27±2.600)mmol/L〕。
在不同的阶段，实验组椎间盘的退变程度均较重，髓核细胞凋亡率较高。
结论糖尿病是影响椎间盘退变的因素之一。
【关键词】糖尿病;椎间盘;凋亡【Abstract】Objective To observe the changes of intervertebral disc degeneration of diabetes rats and explore its possible mechanism.Methods Thirty 3 months old male SD ratswere randomly divided into experiment and control groups (n=15). Diabetes melliums (DM) model was induced by a single intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ) solution (50 mg/kg). The rats were killed at 4, 8 and 12 weeks later and the lumbar disc was obtained. The histological changes were observed by HE staining. The ultrastructure of the nucleus pulpousus was examined by transmission electron microscope. The nucleus pulposus apoptosis was measured by immunohistochemistry. Results The venous fasting blood glucose levels of all model rats were above 13.8 mmol/L 〔(20.27±2.600) mmol/L〕. Compared to the control, the pathologic and ultrastructural changes were much more serious. The apoptosis indexes of nucleus pulposus were significantly different between the two groups (P0.05). Conclusions Diabetes mellitus may accelerate the disc degeneration in the diabetic rats.【Key words】Diabetes mellitus; Intervertebral disc; Apoptosis糖尿病是一组全身性的内分泌代谢性疾病，其慢性并发症几乎涉及到全身各器官组织。
椎间盘退变模型研究进展
椎间盘出现纤维化、髓核破裂及结构紊乱等改变。
Ｎｅｍｏｔｏ
模型。模型的局限性主要是：①研究结果可能由于动
物种类、饲养环境的不同而产生差异。例如：同种类 的两组小鼠可能由于饲养环境不同．其椎间盘的解
Ｙ等［孔］的研究也提示吸烟可能与椎间盘退
变有关。 ２体外椎间盘退变模型 ２．１单层培养椎间盘细胞模型
Ｉｃｈｉｍｕｒａ
细胞和纤维细胞的培养。Ｈｅｌｅｎ Ｈ Ｅ等㈨单层培养
人纤维环细胞。分析体外单层培养人纤维细胞的增
殖能力与年龄、性别、椎间盘退变程度的关系。发现 女性、高龄及退变后期椎间盘均不利于细胞增殖。
Ｐｒｅｒａｄｏｖｉｃ
变模型中可能无法模拟出人慢性退变的椎间盘存在 的营养问题、胶原分解、基质破坏以及细胞凋亡等变 化；⑤无法模拟由椎间盘退变而引起的疼痛表现。疼
能和形态学改变。发现受压迫的神经纤维中。较大的
神经纤维较较小的神经纤维更早发生损伤。 １．６营养障碍模型 现在普遍认为椎间盘的营养供应障碍也会导致 椎间盘退变。于是出现了营养障碍模型．其对于评估 新的椎间盘退变和修复的生物学干预措施也有重要 意义。Ｗｅｄ
Ｍ
Ｊ等［１８］建立羊椎间盘营养障碍诱导椎
间盘退变模型。结果显示此种干预措施可严重影响
痛往往是患者寻求治疗的主要原因，虽然通过对神 经形态以及功能的观察．可以得到部分研究结果。但
Ａ等㈣进行人髓核细胞单层培养。发现传
Ａ
代细胞的Ｉ型胶原ｍＲＮＡ表达水平持续降低。Ⅱ型 胶原及蛋白聚糖ｍＲＮＡ水平保持稳定。Ｃｈｏｕ
Ｉ等
【麓Ｊ单层培养羊内、外层纤维环细胞，发现细胞传至第 ２代时，外层细胞的Ｉ型胶原表达水平高，而内层细
Ｇｒｅｇ Ａｎｄｅｒｓｏｎ
等［：］构建静态加压模型。结果显示模型大鼠尾椎间 盘的厚度、轴向顺应性葡糖胺聚糖含量明显升高。
颈椎病实验动物模型的研究进展
低头 ２ｈ ０ 。１ 周后 ， 检查发现家兔 ～ 骨质增生 ， 组织 中度
充血水肿 ， 成功塑 造了低头位 的颈椎病模型 。杨豪 等 选 择 Ｊ
大耳 白兔 ， 将其固定于特 制的蹲坐低 头支 架上 ， 每天 ２次， 每
夹肌和头、 寰最长肌 ，切除颈骼肋肌 与头半棘肌 ， 颈、 然后 依
龙 渔线轻轻沿脊髓纵轴放至 ｃ 、 、 神经根腋下成 功造模 。 ７
颈椎病变更易刺激交感神经诱发植物神经功能紊乱。
２ 其他方 法
宋沛松等 ＿Ｊ １通过切断大鼠颈阔肌 ， 、 、 头 颈 寰最长肌 ， 颈骼 肋肌和头半棘肌 ，同时切除 Ｉ ｎ 防止断端愈合 ， ４个月建 １ ｃ 经 立肌 肉失衡型 颈椎病模型 。王拥军 等【 １ Ｊ 将大 鼠横 向切断 顶 ５
究颈交感神经受 累后 出现颈性冠心病 的发病机制 ， 认为下位
后通过病理学 、 为学 、 行 电生理 学等方法证实 了模型 的成 立。
梅荣军 等 Ｊ 选用 Ｗｉａ 大 鼠， ｓｒ ｔ 用上端带有 软塑料 的眼科显 微
止血钳钳夹 ～Ｔｌ 神经根 ， 持续约 ３ ， ０ｓ消毒缝合 ， ２ 天后 于 ｌ 通过观察大 鼠身体形态的改变证明成 功造模 。窦夏睿等 ＿选 ５ Ｊ 用 Ｗｉａ 大 鼠， ｓｒ ｔ 以显微外科镊将长 １ ５ｃ 直 径 ０ ５Ｉｒ ． ｍ， ． ｎ的尼 ｎ
将浸有福尔马林的定 量滤纸片放在 Ｃ ～ 神 经根腋下 ， ６ ７天
性， 椎动脉供血不足 ， 从而形成椎动脉型颈椎病模型。
１５ 交感神经型 贺俊民等ｕＪ ． ２ 通过刺激兔颈交感神经节研
究 证实 ， 下颈椎受累易刺激颈下神经节诱发椎动脉供血不足 ， 上颈椎受累易刺激 颈上神经节 影响血 压变化。齐越峰等【 Ｊ １ ３ 经前路对家兔双侧颈上 、 颈下交感神经节逐一给以电刺激 ， 研
椎间盘退变模型的研究进展
椎间盘退变模型的研究进展王凯【摘要】目前国内外关于椎间盘退变的病因和发病机制尚无定论,构建能模拟人退变椎间盘的动物模型是研究的关键.常用于研究椎间盘退行性疾病的模型可分为体内、体外模型.目前已成功建立的椎间盘动物模型均具有一定的局限性,尚无公认的能够完全模拟人类椎间盘退变的标准模型.随着大型动物与灵长类动物模型的建立,动物椎间盘退变模型与人类椎间盘退变之间的相关性和可比性逐渐明确,其在椎间盘退变疾病的研究中具有广阔的前景.%The etiology and pathogenesis of intervertebal disc degeneration is still not clear at home and abroad, and an animal model which can simulate the human intervertebral disc degeneration is the key to the study. Presently,the intervertebral disc degeneration model can be divided into two kinds:in vivo and ex vivo models. The established intervertebral disc animal models have certain limitations, and there is no acknowledged standard model which can completely simulate human intervertebral disc degeneration. With the large animal and primate animal models established,the relativity and comparability between animal and human intervertebal disc degeneration are gradually clear, and the animal models have broad prospects in the research.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2013(019)001【总页数】3页(P117-119)【关键词】椎间盘退变;体内;体外;动物模型【作者】王凯【作者单位】长江大学临床医学院,湖北,荆州,434023【正文语种】中文【中图分类】R681.5椎间盘退行性疾病是中老年人的常见病和多发病，流行病学显示其发病正在逐年上升，并有年轻化趋势。
34183825
流 行病 学分 析证 实 ，脊柱 受 力与 椎 间盘退 变存 在 联 系 。在 应 力改 变 模 型 中 ， 鼠尾 椎 间盘 由于 易 大
干预 、 损伤小等优点而被较多采用 。Ｃ ｕｔ ｏｒＣ等［ ］ 将 大 鼠尾 巴屈 曲固定 ． 观察 尾椎 间 盘 的退 变 情况 ． 发现 椎 间 盘损 害 的程 度 与屈 曲 的 区间 有关 。Ｉｔ ｄｓ ａ ｉｉ ＪＣ ｒ 等 Ｉ构 建 静 态 加 压模 型 ， 果 显 示 模 型 大 鼠尾椎 间 ２ ］ 结 盘 的厚 度 、轴 向顺 应 性葡 糖 胺 聚 糖 含 量 明显 升 高 。 另 一 种 常用 应 力 改 变 模 型 是 双 后 肢 大 鼠模 型 。 Ｈｇｅｉ ｉ ｈ Ｍ等 发现双后肢大 鼠模型 出现与年龄相 ｕ 关 的加 速退 变 ， 如髓核 内纤维 软 骨细胞 增 多 、 早 出 过
１ 体 内椎 间 盘退变 模 型 １１ 应 力 改变致 椎 问盘退 变模 型 ．
发 椎 间盘退 变所 需 的时 间不 一致 ．且 脊柱 可 能随 时
问推移 而 发生 纤维 化稳 定 ， 从而 影 响建模 。 １３ 机 械 损伤模 型 －
应 用广 泛 的模 型是 机械 损伤 模 型 ，主要分 为纤 维 环损 伤模 型和 终板 损 伤模 型 。Ｍｅｒｓ 等 通过 ｌ ｅＪ ｏ
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：６ １０ ５ （ ０ ０） ２ ０ ６ — ３ １７ — ２ ８ ２ １ ０ — ０ ９ ０
研 究椎 问 盘退 化 的主要 目的是研 究 其 与腰背 痛 的关 系 。 由于 很难 获取 人 体组织 ，特别 是正 常 的组 织， 很多学者将大 鼠、 鼠、 小 沙鼠、 兔子 、 羊 、 、 狗、 猪 山 羊 作 为模 型来研 究椎 间盘退 变 的发 病机 理及 治疗 方 法 等方 面 的 问题 。近年 来 ，模型 的种 类 与造模 方法 越 来 越 多 ，主 要 分 为体 内和 体外 椎 间盘 退 变模 型 。 本 文 对 椎 间 盘退 变 动 物模 型 的 研 究 现 状 进 行 了 综 述 ， 对其存 在 的 问题 和应用 前 景进 行 了展望 。 并
腰椎间盘退变模型研究进展
第十一章腰椎间盘退变模型研究进展上海第二医科大学附属第九人民医院骨科侯筱魁腰椎间盘突出症的基本病理变化是椎间盘的退变。
退变蕴涵了两方面的涵义：一方面为组织衰老，即随年龄而出现的改变的积累；另一方面，退变是指随着细胞或组织的退行性病理改变而出现的生物化学的改变，进而引起组织物理特性的衰变，并最终表现为功能的破坏和丧失。
在今天，对腰椎间盘退变及由其而引起的下腰痛的关注，已不仅仅局限于医学领域，更逐渐成为一个严峻的社会问题。
据统计，70%的成年人在一生当中都经历过下腰痛的折磨。
目前已知许多因素都与椎间盘退变有关，包括遗传、环境、年龄、慢性长期负重、强体力劳动、肥胖、吸烟、酗酒、糖尿病等等，都被发现能够加速椎间盘的退变。
此外，退变也可继发于某些外科操作，如脊柱内固定、长节段融合、后路突出髓核摘除，经皮融核或激光减压有时也会诱发腰背痛和神经症状。
最近的实验研究焦点已经把目光放在了对未来的退变性椎间盘疾病的处理上。
建立一种可靠而容易重复的椎间盘退变模型而实现对其的系统研究是非常必要的。
本章通过对文献的复习和归纳，对于目前的腰椎间盘退变模型的建立方法和相关研究做一总结。
第一节实验动物的要求及选择首先，医学科研中应用的实验动物应该具备以下完整的资料：①品种、品系及亚系的确切名称；②遗传背景或其来源；③微生物检测状况；④合格证书及合格的饲育条件等。
根据不同的实验目的，应当选择相应的合适的实验动物。
人类属于陆生脊椎动物门，相应的脊椎疾病动物模型的选择也必然局限于此范围内。
椎间盘退变的模型动物应该具备类似人类脊椎的解剖和生理特点，建立的模型应该与人类的椎间盘退变相似和具有可比性。
而模型的可重复性和能够模拟再现人类疾病的客观规律也是基本要求。
目前已经使用并证实效果确切的椎间盘退变模型动物包括鼠、兔、羊、猪、狗、猴等。
鼠尾椎间盘常被用以制作退变模型，缘于其操作容易，对动物的损伤不大，但其对于人类的腰椎间盘疾病的代表性尚需商榷。
大鼠腰椎间盘退变模型的建立及X线和病理学观察
大鼠腰椎间盘退变模型的建立及X线和病理学观察陈德胜;金群华;李燕;张伟【摘要】目的设计一种新的用于腰椎间盘退变相关研究的动物模型.方法选取32只SD大鼠,随机分为实验组和对照组,每组16只;实验组采用以L3为中心切除L1～L6棘突、关节突、棘上、棘间韧带,切断双侧竖棘肌的手术方法;对照组仅切开皮肤后即缝合.术后分别于第1、2、3个月随机选取5只大鼠行X线检查并处死后进行病理学观察.结果对照组大鼠X线检查无特异性改变,而实验组显示椎间隙狭窄、椎体不稳、软骨终板钙化;对照组病理学检查无明显变化,实验组表现为髓核细胞减少,外周纤维环纤维化样变.结论本方法科学、经济、实用性强,是研究腰椎间盘退变的比较理想的动物模型.【期刊名称】《宁夏医科大学学报》【年(卷),期】2006(028)003【总页数】4页(P199-201,封二)【关键词】大鼠;椎间盘退变;X线;病理学【作者】陈德胜;金群华;李燕;张伟【作者单位】宁夏医学院附属医院骨科,银川,750004;宁夏医学院附属医院骨科,银川,750004;宁夏医学院基础学院生物化学与分子生物学教研室,银川,750004;宁夏医学院附属医院放射科,银川,750004【正文语种】中文【中图分类】R6椎间盘退变是腰腿痛和下腰痛的重要原因之一，也是腰椎间盘突出症和其它腰椎疾患的病理基础。
一种可靠的腰椎退变模型不仅要为研究脊柱退变的发病机制提供资料,而且也要为椎间盘退变寻求一种新治疗模式的研究提供试验平台。
本文设计和建立一种新的腰椎间盘退变的动物模型，通过对腰椎间盘退变的不同时段进行椎间盘的病理学检查，提供相应的病理学基础，并为临床研究提供相关的实验依据。
1 材料和方法1.1 实验动物选取SD(Sprague-Dawley)大鼠32只，雄性，平均月龄2.5个月,平均体重(350±50)g，宁夏医学院实验动物中心提供。
随机分为实验组和对照组，每组各16只。
分别按标准饲养条件下单笼饲养，饲养室室温控制在25℃左右。