负载丹酚酸B甲基丙烯酰化明胶水凝胶对椎间盘退变的作用

作者：曹胜; 孔令伟; 徐昆; 孙志杰

来源：中国组织工程研究, 2023, 1-7.

• 椎间盘退变
• 髓核细胞
• 丹酚酸B
• 水凝胶
• 氧化应激
• 甲基丙烯酰化明胶

背景：丹酚酸B可抑制H_2O_2诱导的细胞损伤，有效清除过量的活性氧，发挥抗氧化特性，已被应用于许多疾病的治疗研究中。但是，有关丹酚酸B在椎间盘退变中作用及其作用机制的研究相对较少。目的：以甲基丙烯酰化明胶水凝胶为载体，通过体外细胞实验与动物体内实验观察丹酚酸B对氧化应激诱导的椎间盘退变的作用以及作用机制。方法：制备负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶(载药水凝胶)。(1)体外细胞实验：分离提取成年SD大鼠腰椎髓核细胞，选择第3代髓核细胞，分组处理：A组加入完全培养基；B组加入含H_2O_2的完全培养基；C组接种于未载药水凝胶上，加入含H_2O_2的完全培养基；D组接种于载药水凝胶上，加入含H_2O_2的完全培养基；E组接种于载药水凝胶上，加入含H_2O_2与TLR4信号通路抑制剂的完全培养基，检测细胞增殖、氧化应激、炎症反应、细胞基质相关蛋白的基因表达以及TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达。(2)动物体内实验：将60只成年SD大鼠随机分为正常组、针刺组、针刺+丹酚酸组、针刺+水凝胶组、针刺+载药水凝胶组，每组12只，后4组采用针刺建立椎间盘退变模型后依次注射生理盐水、丹酚酸B溶液、未载药水凝胶、载药水凝胶治疗，术后4周分别进行影像学检测、病理组织形态观察。结果与结论：(1)体外细胞实验：与A组比较，B组细胞增殖下降，氧化应激反应及炎症反应增强，细胞外基质降解酶(基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、ADAMTS4、ADAMTS5)的表达增加(P <0.05)，细胞外基质(Ⅱ型胶原、蛋白聚糖)的合成减少(P <0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达增加(P <0.05)；与B组比较，D、E组细胞增殖升高，氧化应激反应及炎症反应减弱，细胞外基质降解酶的表达减少(P <0.05)，细胞外基质的合成增加(P <0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达减少(P <0.05)，其中以E组效果更显著。(2)动物体内实验：术后4周，针刺+载药水凝胶组退变椎间盘的椎间盘高度指数、MRI指数以及椎间盘病理组织学评分均较针刺组有了显著改善，而单纯注射水凝胶或是丹酚酸B溶液虽也可一定程度地改善椎间盘退变情况，但均不及注射载药水凝胶组。(3)结果表明，负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶可抑制退变椎间盘组织中的氧化应激反应与炎症反应，抑制细胞外基质的降解，缓解椎间盘退变的进程，该作用可能通过抑制TLR4/核因子kB信号通路来完成的。

• 单位
  承德医学院附属医院