椎间盘退变动物模型的研究进展

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。

㊃综述㊃ＤＯＩ：１０．１２０９５／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５⁃６８９４．２０１８．０３．０１１小鼠椎间盘退变模型实验进展刘佳鑫１，崔㊀颖２，徐海栋２（１新疆维吾尔族自治区昌吉市９３８６４部队医院，新疆昌吉８３１１１２；２南京军区南京总医院，江苏南京２１０００２）收稿日期：２０１７－０１－０２；接受日期：２０１７－０１－２０基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（８１５０１９２５）；中国博士后科学基金（２０１６Ｍ５９３０３８）作者简介：刘佳鑫㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｉａｘｉｎｌｉｕ１０１３＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ通讯作者：徐海栋㊂博士，副主任医师㊂研究方向：脊柱外科㊁生物材料㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：Ｘｕｈａｉｄｏｎｇ１９８０＠１６３．ｃｏｍＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｏｕｓｅｄｉｓｃｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓＬＩＵＪｉａ⁃Ｘｉｎ１，ＣＵＩＹｉｎｇ１，ＸＵＨａｉ⁃Ｄｏｎｇ２１９３８６４ＭｉｌｉｔａｒｙＨｏｓｔｉｐａｌ，Ｃｈａｎｇｊｉ８３１１１２，Ｃｈｉｎａ；２ＮａｎｊｉｎｇＧｅｎｅｒａｌＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＣｏｍｍａｎｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００２，ＣｈｉｎａʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｎｉｍａｌｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｙｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｍｏｕｓｅｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｙｐｅｓ；ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｐｈｙｓｉｃａｌｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌ，ｇｅｎｅｋｎｏｃｋｏｕｔｍｏｄｅｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｍｏｄｅｌｓａｎｄｉｔｓｃｈａｒａｃ⁃ｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃ；ａｎｉｍａｌｍｏｄｅｌ；ｉｎｊｕｒｙʌ摘㊀要ɔ建立动物椎间盘退变模型是研究椎间盘退行性变的重要方式㊂目前常用的小鼠椎间盘退变模型分为生物力学模型㊁物理损伤模型㊁基因敲除模型和化学损伤模型㊂本文就以上几种模型的内容及其特点作一综述㊂ʌ关键词ɔ椎间盘退变；动物模型；损伤ʌ中图分类号ɔＲ６８１．５㊀㊀㊀ʌ文献标识码ɔＡ０㊀引言腰椎间盘突出是一种比较常见的疾病，而且随着社会节奏的加快，该病患者人数每年都有所增长，且呈现出年轻化发展的趋势［１］㊂随着人年龄的增长，椎间盘会逐渐发生退变，纤维环和髓核的含水量逐渐下降，髓核失去弹性，纤维环逐渐出现裂隙㊂由于其发病机制尚不明确，防治手段尤其是预防手段尚不完善㊂所以，建立有效㊁成熟的动物模型能够帮助我们更好地了解和研究该病的发病机制，并对治疗提供新的策略和方法㊂因小鼠椎间盘与人类椎间盘在生理结构和病理改变上具有相似性，同时小鼠饲养周期较短，存活率较高，故使用小鼠建立椎间盘退变模型最为理想㊂本文旨在讨论一些近年来常用的㊁成功率较高的椎间盘退变模型实验进展㊂１㊀生物力学模型１．１㊀去双前肢直立模型㊀去双前肢是指通过手术或其他方式改变小鼠的活动方式，使其变成与人类相同的双足直立，以此来改变其脊柱的生物力学状态，椎间盘因压力的增大和方向的变化逐渐发生退变，这与人类椎间盘退变的机制基本相同㊂刘盾等［２］将幼鼠双前肢血管及神经束结扎，然后将肱骨截断，缝合伤口后继续饲养㊂六月龄时处死并提取椎间盘标本，经染色后观察，髓核出现皱缩，与纤维环界限不清，椎体表面产生裂痕，软骨终板出现钙化，腰椎间盘软骨细胞发生变性㊁坏死，椎间盘高度降低㊂免疫荧光检测显示：ＣｏｌｌａｇｅｎⅠ㊁ＣｏｌｌａｇｅｎⅩ㊁ＴＮＦ⁃α阳性细胞比例较正常小鼠均有明显升高㊂１．２㊀椎间盘加压模型㊀通过在小鼠腰椎上直接增大压力会导致小鼠椎间盘间压力增大，进而增大了髓核之间的压力，纤维环的压力也随之增大，当外界压力超过椎间盘所承受的压力上限时纤维环会逐渐发生破裂，髓核突出并发生退变㊂在此压力增大的基础上，髓核细胞会发生凋亡，纤维环破裂，融媒体的活性相应增加㊂Ｌｉｎｄｂｌｏｍ［３］构建了世界上最早的椎间盘加压模型㊂孙春光等［４］通过手术方法，以尾椎Ｃ５㊁Ｃ６为中心，将两枚交叉克氏针钻入尾椎㊂相继固定定制碳纤维环于交叉克氏针上，给予弹簧螺帽固定加压㊂压缩４枚弹簧均为１０ｍｍ／ｋｇ体质量（模拟小鼠直立行走时腰椎所承受的自身体质量）弹㊂术后两个月在ＭＲＩ下发现椎体间椎间盘信号强度呈低强度改变，椎体周围纤维环弯曲变形，椎间盘部位出现压迹㊂生物力学模型其优势在于能很好地模拟人类脊柱的生理特性，使小鼠椎间盘退变符合人类椎间盘退变的过程，可重复性高，可控性强㊂２㊀物理损伤模型２．１㊀纤维环穿刺法㊀纤维环穿刺法是目前最常用的动物椎间盘造模方法㊂通过纤维环穿刺可以同时损伤纤维环和髓核，导致椎间盘的高度显著下降，硬度明显降低，同时内部压力减小［５］㊂Ｉｓｓｙ等［６］将Ｗｉｓｔａｒ鼠麻醉后在Ｘ线引导下用２０ｇ针经皮穿入６－７㊁８－９尾椎椎间盘㊂针头穿过髓核直到对侧纤维环，然后３６０ʎ旋转两次，静置３０ｓ后拔出㊂之后，在Ｘ线和ＭＲＩ引导下测量损伤７㊁３０ｄ后的椎间盘高度㊂同时使用苏木素染色和胶原纤维取向进行组织学检查㊂最终影像学与组织学评分都能表明椎间盘的显著退变㊂Ｏｈｎｉｓｈｉ等［７］在经典纤维环穿刺的基础上加以改进，利用Ｍｉｃｒｏ⁃ＣＴ对小鼠Ｌ４⁃５椎间盘进行多维平面重建，确定椎间盘上的针刺区域㊂为了明确针刺的位置，将椎间盘平面正中的矢状径分为三部分，同心椭圆为中心区（ｃｅｎｔｒａｌ），外围被分成腹侧（ｖｅｎｔｒａｌ）和背侧（ｄｏｒｓａｌ）（图１）㊂图１㊀椎间盘平面示意图㊀㊀数周后处死小鼠，通过ＭＲＩ分析证实针刺椎间盘发生退变性改变，将针刺部位椎间盘固定㊁包埋㊁切片㊁染色后利用四种经典组织学分析方法分析，证明其退变性改变㊂这种通过针刺损伤中心区域的方法更有效地损伤纤维环，导致椎间盘的退变㊂利用针刺纤维环建立椎间盘退变模型是一种经济有效㊁操作简便㊁成功率高㊁重复性好的方法，模型椎间盘的缓慢退变与人类椎间盘退变的发展规律相似㊂２．２㊀脊柱失稳模型㊀在脊柱的稳定因素中，骨骼和韧带维持关节平衡和稳定的作用称为静力平衡，肌肉维持该作用称为动力平衡㊂脊柱失稳法是通过手术切除脊柱的棘突㊁关节突㊁椎板间韧带等结构，破坏静力平衡和动力平衡，改变正常脊柱和椎间盘的受力大小和分布，从而间接诱发ＩＤＤ发生㊂Ｍｉｙａｍｏｔｏ等［８］建立了小鼠的脊柱失稳椎间盘模型，主要是咬除棘突组织并同时松解椎旁肌肉组织，对模型行免疫组化及影像学检查发现骨赘增生，纤维结缔组织形成，纤维环破碎㊂陈德胜等［９］通过切除鼠Ｌ１⁃Ｌ６棘突，关节突，棘上㊁棘间韧带，切断双侧竖脊肌来破坏脊柱后柱的稳定性㊂在Ｘ线下发现，与对照组相比，实验组椎间隙狭窄，椎体不稳，软骨终板钙化㊂病理示髓核细胞减少，外周纤维环纤维化样变㊂３㊀基因敲除模型相比于手术方法获得小鼠椎间盘模型，基因敲除模型具有数量多，可控性强等优点㊂目前报道的基因敲除模型主要分为两类，一类是敲除对椎间盘结构决定性的相关基因，例如Ｃｏｌ９ａ１［１０］㊁双糖链蛋白聚糖［１１］㊂还有一类是对椎间盘正常代谢过程中的相关基因进行敲除，如核苷酸切除修复交叉互补基因（ＥＲＣＣ１）［１２］㊂ＤＮＡ切除修复基因ＥＲＣＣ１⁃ＸＰＦ的缺失会导致早衰症或者是疾病的加速进展，影响到皮肤㊁神经系统㊁肾脏㊁肝脏㊁肌肉骨骼㊁血液和内分泌系统［１３］㊂相似的，Ｅｒｃｃ１和ＸＰＦ之中任何一个的缺失都会加速小鼠的老化［１４－１６］，Ｈｅｒｎ ｎｄｅｚ等［１７］将缺乏核苷酸切除修复交叉互补基因和着色性干皮病基因的小鼠模型和野生型老鼠共同饲养，２０周后在Ｍｉｃｒｏ⁃ＣＴ和Ｘ线下进行观察，发现缺乏核苷酸切除修复交叉互补基因和着色性干皮病基因的小鼠的椎间盘减少的高度相当于正常两岁的小鼠，同时会表现出病理性的脊柱后凸，还包括骨矿物质减少，椎体多孔性增加㊂基因敲除模型是具有广阔前景的建模办法，其稳定性强，可控性强，可获得模型数量较大㊂但目前由于技术限制，其所花费的时间和经费要多于其他方式㊂４㊀化学损伤模型Ｍａｏ等［１８］将不同剂量的磷酸盐缓冲盐溶液（ＰＢＳ）注入到椎间盘中，４周后在影像学㊁组织学及免疫组化检测下提示鼠椎间盘发生了退变，同时发现椎间盘退变速度与注入的ＰＢＳ剂量成正相关㊂Ｍａｎｕ⁃ｓｃｒｉｐｔ［１９］将三个月大的小鼠直接暴露于烟草烟雾中来模拟人类的长期吸烟，结果发现这些小鼠椎间盘内蛋白聚糖含量降低，细胞衰老加快，椎体骨质疏松㊁终板孔隙度增大，进而导致椎间盘退变㊂化学损伤模型虽然易操作，创伤小，但实验结果受到单一变量的限制，同时又不符合人类的生理规律㊂５㊀结语以上建模方法是目前使用率和成功率较高的几种方法，除此之外，汪国宏等［２０］还利用人巨细胞病毒（ｈｕｍａｎｃｙｔｏｍｅｇａｌｏｖｉｒｕｓ，ＨＣＭＶ）感染小鼠，ＨＥ染色下见椎间盘组织局部灶性淋巴细胞浸润等慢性炎症反应，纤维环板层结构紊乱，关节软骨钙化层增厚，大量黏液及泡沫细胞，软骨下血管明显减少，证明了ＨＣＭＶ可以感染小鼠椎间盘组织㊂动物椎间盘退变模型的建立对于了解人椎间盘的退变机制，对临床治疗和预防人椎间盘退变具有十分重要的的意义㊂年龄相关导致的变性疾病重要却充满了挑战，因为在人类中受制于研究时间长和样本量的大小，同时要考虑遗传和环境的变量㊂所以，动物模型的建立在现在以及未来的科研工作中都占据重要角色㊂ʌ参考文献ɔ［１］李㊀燕．ＣＴ诊断应用于腰椎间盘突出诊断中的临床价值分析［Ｊ］．转化医学电子杂志，２０１５，２（９）：１０，１２．［２］刘㊀盾．去双前肢直立诱导大鼠腰椎间盘退变模型的建立及骨痹合剂干预机制研究［Ｄ］．昆明：云南中医学院，２０１４．［３］ＬｉｎｄｂｌｏｍＫ．Ｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌ⁃ｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｒｏｐｈｙ［Ｊ］．ＪＢｏｎｅＪｏｉｎｔＳｕｒｇＡｍ，１９５７，３９－Ａ（４）：９３３－９４５．［４］孙春光，周其佳，孙月柏，等．大鼠尾椎椎间盘退变模型的建立及磁共振检查［Ｊ］．中国医药导报，２０１５，１２（７）：２９－３２．［５］吴靖平，陈统一，陈中伟，等．双后肢大鼠椎间盘退变动物模型的建立［Ｊ］．中国实验外科杂志，２００４，２１（１）：１０５－１０７．［６］ＩｓｓｙＡＣ，ＣａｓｔａｎｉａＶ，ＣａｓｔａｎｉａＭ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌｏｆｉｎｔｅｒ⁃ｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｂｙｎｅｅｄｌｅｐｕｎｃｔｕｒｅｉｎＷｉｓｔａｒｒａｔｓ［Ｊ］．ＢｒＪＭｅｄＢｉｏｌＲｅｓ，２０１３，４６（３）：２３５－２４４．［７］ＯｈｎｉｓｈｉＴ，ＳｕｄｏＨ，ＩｗａｓａｋｉＫ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｉｖｏｍｏｕｓｅｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎａｎｅｗｈｉｓｔｏｌｏｇｉｃａｌｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰＬｏＳＯｎｅ，２０１６，１１（８）：ｅ０１６０４８６．［８］ＭｉｙａｍｏｔｏＳ，ＹｏｎｅｎｏｂｕＫ，ＯｎｏＫ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｅｒｖｉｃａｌｓｐｏｎｄｙｌｏｓｉｓｉｎｔｈｅｍｏｕｓｅ［Ｊ］．Ｓｐｉｎｅ，１９９１，１６（１０Ｓｕｐｐｌ）：４９５－５００．［９］陈德胜，金群华，李㊀燕，等．大鼠腰椎间盘退变模型的建立及Ｘ线和病理学观察［Ｊ］．宁夏医学院学报，２００６，２８（３）：１９９－２０１．［１０］ＡｌｌｅｎＫＤ，ＧｒｉｆｆｉｎＴＭ，ＲｏｄｒｉｇｕｉｚＲＭ，ｅｔａｌ．ＤｅｃｒｅａｓｅｄｐｈｙｓｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｐａｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｎｍｉｃｅｄｅｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｔｙｐｅⅨｃｏｌｌａｇｅｎ［Ｊ］．ＡｒｔｈｒｉｔｉｓＲｈｅｕｍ，２００９，６０（９）：２６８４－２６９３．［１１］ＦｕｒｕｋａｗａＴ，ＩｔｏＫ，ＮｕｋａＳ，ｅｔａｌ．Ａｂｓｅｎｃｅｏｆｂｉｇｌｙｃａｎａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓｔｈｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｍｏｕｓｅｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃ［Ｊ］．Ｓｐｉｎｅ，２００９，３４（２５）：Ｅ９１１－Ｅ９１７．［１２］ＮａｓｔｏＬＡ，ＲｏｂｉｎｓｏｎＡＲ，ＮｇｏＫ，ｅｔａｌ．Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ（ＲＯＳ）ｐｌａｙａｃａｕｓａｌｒｏｌｅｉｎａｇｉｎｇ⁃ｒｅｌａｔｅｄｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪＯｒｔｈｏｐＲｅｓ，２０１３，３１（７）：１１５０－１１５７．［１３］ＮｉｅｄｅｒｎｈｏｆｅｒＬＪ，ＧａｒｉｎｉｓＧＡ，ＲａａｍｓＡ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｐｒｏｇｅｒｏｉｄｓｙｎｄｒｏｍｅｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｇｅｎｏｔｏｘｉｃｓｔｒｅｓｓｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓｔｈｅｓｏｍａｔｏｔｒｏｐｈａｘｉｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００６，４４４（７１２２）：１０３８－１０４３．［１４］ＭｃＷｈｉｒＪ，ＳｅｌｆｒｉｄｇｅＪ，ＨａｒｒｉｓｏｎＤＪ，ｅｔａｌ．ＭｉｃｅｗｉｔｈＤＮＡｒｅｐａｉｒｇｅｎｅ（ＥＲＣＣ⁃１）ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｈａｖｅｅｌｅｖａｔｅｄｌｅｖｅｌｓｏｆｐ５３，ｌｉｖｅｒｎｕｃｌｅａｒａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｅｂｅｆｏｒｅｗｅａｎｉｎｇ［Ｊ］．ＮａｔＧｅｎｅｔ，１９９３，５（３）：２１７－２２４．［１５］ＷｅｅｄａＧ，ＤｏｎｋｅｒＩ，ｄｅＷｉｔＪ，ｅｔａｌ．ＤｉｓｒｕｐｔｉｏｎｏｆｍｏｕｓｅＥＲＣＣ１ｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｎｏｖｅｌｒｅｐａｉｒｓｙｎｄｒｏｍｅｗｉｔｈｇｒｏｗｔｈｆａｉｌｕｒｅ，ｎｕｃｌｅａｒａｂｎｏｒ⁃ｍａｌｉｔｉｅｓａｎｄｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ［Ｊ］．ＣｕｒｒＢｉｏｌ，１９９７，７（６）：４２７－４３９．［１６］杨㊀斐，赵建宁，徐海栋．椎间盘髓核细胞修饰的相关研究进展［Ｊ］．转化医学电子杂志，２０１７，４（２）：５３－５６．［１７］ＭｉｌｌｅｃａｍｐｓＭ，ＣｚｅｒｍｉｎｓｋｉＪＴ，ＭａｔｈｉｅｕＡＰ，ｅｔａｌ．Ｂｅｈａｖｉｏｒａｌｓｉｇｎｓｏｆａｘｉａｌｌｏｗｂａｃｋｐａｉｎａｎｄｍｏｔｏｒｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｅｗｉｔｈｔｈｅｓｅｖｅｒｉ⁃ｔｙｏｆｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎａｍｏｕｓｅｍｏｄｅｌ［Ｊ］．ＳｐｉｎｅＪ，２０１５，１５（１２）：２５２４－２５３７．［１８］ＭａｏＨＪ，ＣｈｅｎＱＸ，ＨａｎＢ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅｏｎｄｉｓｃｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎａｒａｔｔａｉｌｍｏｄｅｌ［Ｊ］．Ｓｐｉｎｅ，２０１１，３６（１６）：Ｅ１０６２－Ｅ１０６９．［１９］ＷａｎｇＤ，ＮａｓｔｏＬＡ，ＲｏｕｇｈｌｅｙＰ，ｅｔａｌ．Ｓｐｉｎｅｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎａｍｕｒｉｎｅｍｏｄｅｌｏｆｃｈｒｏｎｉｃｈｕｍａｎｔｏｂａｃｃｏｓｍｏｋｅｒｓ［Ｊ］．ＯｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓＣａｒｔｉｌａｇｅ，２０１２，２０（８）：８９６－９０５．［２０］汪国宏，吴建贤，黄金华，等．人巨细胞病毒感染Ｂａｌｂ／ｃ小鼠椎间盘的相关检测［Ｊ］．安徽医科大学学报，２００８，４３（２）：１２８－１３１．。

椎间盘退变动物模型研究进展【关键词】椎间盘退变常用于研究椎间盘退变(intervertebral disc degeneration，IVDD)的发生机制和检测介入治疗手段有效性的动物实验模型可分为体内、体外和计算机模拟实验三种。

体外实验模型和计算机模拟实验模型研究IVDD有明显的局限性，所以常用的实验方法仍然是体内研究。

体内椎间盘退变模型可分为自发性和诱导性两种。

自发性椎间盘退变模型是通过系统方法引起动物遗传改变，或通过改变喂养食物引起动物行为方式改变而引起IVDD发生。

诱导性椎间盘退变模型又可分为机械性损害模型和结构性损害模型。

为了更好地了解各种动物模型的优缺点，本文对椎间盘退变动物模型进行了比较，分析其与人类可能的相关性。

1 动物模型的要求及动物选择关于IVDD动物模型的方法已经有多种报道，所选择的动物和方法的可靠性、可重复性亦存在较大差异［1］。

建立的动物模型要求与人类的IVDD具有相似性和可比拟性。

应包括以下几个方面：a)能再现椎间盘退行性病变的客观规律；b)模型重复性好；c)所选的动物解剖和生理特点尽可能与人类近似。

动物模型制备已经有近75年的历史。

Lob等(1933)损伤兔的纤维环后观察到椎间盘产生与人类椎间关节病相似变化。

Key等(1948)首先报道实验动物椎间盘退行性改变。

灵长类在生物进化方面同人类的亲缘关系比较密切，解剖生理特点与人类最为近似，如恒河猴是用于制作人椎间盘退变模型最为理想的动物，但是由于经济因素，其应用受到一定限制。

近十几年来，倾向于选用猪、狗、羊等传统动物制作模型。

目前大鼠是最常用的实验动物，具有价格低廉，饲养方便，可适用大规模实验等优点，而且其椎间盘在解剖和生化结构上与人类椎间盘非常相似［2］。

2 椎间盘退变动物模型的建立诱发性椎间盘退变模型机械模型应力改变致椎间盘退变模型流行病学研究显示IVDD与应力有关。

生物力学因素在IVDD中的作用非常突出，首先异常的应力可直接损伤椎间盘结构。

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。

最新：椎间盘退变动物模型的研究摘要椎间盘退行性变（intervertbal disc degeneration，IDD）是指在多种因素作用下椎间盘组织发生生物力学和组织结构改变，使纤维环破裂，髓核组织突出，压迫脊髓和神经根，进而引起患者腰腿痛的疾病。

椎间盘退变是临床上的常见病和多发病，严重影响患者劳动能力和日常生活。

由于生活习惯和方式的改变，近年来椎间盘退变发病人群也逐渐倾向年轻化。

椎间盘退变的病因、发病机制及诊疗方法一直是脊柱外科研究的热点话题。

构建一种贴近于人体的椎间盘退变动物模型，对探究椎间盘退变的病因、病理机制以及非手术治疗方法有重要的临床意义。

目前对椎间盘退变模型的建立主要包括两大方面：体外模型和体内模型。

体外模型主要有两种：体外细胞培养和组织器官培养；而体内模型研究的较多，主要有七种两大类：自发性和诱发性两种模型。

其中自发性退变模型又称增龄性退变，而诱发性模型是指通过损伤动物的椎间盘结构、改变椎体生物力学结构、手术导致脊柱失稳或构建神经根压迫以及基因敲除等方法构建椎间盘退变动物模型。

虽然动物造模的制作方法及文献报道不少，但每种方法均有其各自的优缺点，在选择造模方法时要权衡利弊。

目前仍没有一种公认的、全面的模拟人类椎间盘退变的动物模型。

椎间盘退变是多种因素共同作用下形成的复杂性疾病，其发病机制一直是困扰临床的难题。

椎间盘退变主要引发患者的腰腿痛，据文献报道40%的腰腿痛是由椎间盘退变引起[1]。

腰痛已经成为影响人们生活、工作以及就医的主要原因，并给个人及社会带来巨大的经济负担[2]。

目前关于人类椎间盘退变的发病机制还不十分明确，而动物模型为研究椎间盘退变性疾病的病因、生理病理机制和治疗手段提供了一个良好的实验载体。

近年来国内外有关椎间盘退变模型的研究层出不穷。

利用不同种动物、采用多种方式来构建椎间盘退变模型，为研究椎间盘退变性疾病的发生机制和治疗提供了理论基础；但无论是哪一种造模方法都存在一定的优缺点，而且不能完全复制人类的椎间盘退变。