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。
另一种常用应力改变模型是双后肢大鼠模型。
Ｈｉｇｕｅｈｉ Ｍ等［３］发现双后肢大鼠模型出现与年龄相
Ｄ等［１２］将纤维结合素碎片注射
到兔椎间盘中心区域，造成生理性退变模型。
Ｒｏｂｅｒｔｓ
２０ｌｏ年第ｌｌ卷第２期
［１７］ｓａｋａｌＩ耐ｏ
Ｙ，ＮａＩ【删ｍ Ｔ，Ｔａｋａｇｉ
Ｋ，ｅｔ
ａ１．
Ｆｕｎｃｔｊ帆ａｌ粕ｄⅡ阱一
ｉｎｄｕｃｅｄ
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ｃｏｍｐｒｅｓ８ｉ∞盯ｔｌＩｅ ｎｕｃｌｅｕｓ ｐｕｌｐ∞ｕｓ
Ｖ０１．１１
Ｎｏ．２
突出的血液动力学影响。Ｇｅｉｓｓ Ａ等［１５］通过猪自体髓 核移植法研究自身免疫系统对腰椎间盘突出的反 应。Ｌｅｅ
Ｓ
外层细胞的形态无明显差异。这与人椎间盘退变过 程相似。单层培养的椎间盘细胞的形态不易维持，活 力容易下降．基质蛋白的表达不够稳定。 ２．２三维培养椎间盘细胞模型 相对于单层培养细胞，Ｇｒｕｂｅｒ
研究椎间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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
发椎间盘退变所需的时间不一致．且脊柱可能随时
间推移而发生纤维化稳定，从而影响建模。
１．３机械损伤模型
织，很多学者将大鼠、小鼠、沙鼠、兔子、狗、羊、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
本文对椎间盘退变动物模型的研究现状进行了综 述，并对其存在的问题和应用前景进行了展望。 １体内椎间盘退变模型 １．１应力改变致椎间盘退变模型 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。大鼠尾椎间盘由于易
Ａ等［Ｉｏ］发现急性终
板损伤会导致髓核压力降低及椎间盘压力的重新分 布。Ｃｉｎｏｔｔｉ Ｇ等…】使用家猪做动物模型，比较单点终
受限制。Ａｒｉｇａ Ｋ等［７］通过破坏椎骨关节面和棘突来
诱导脊柱失稳从而诱发椎问盘退变，但这种模型引
［基金项目］江苏省自然科学基金国际合作项目（ＳＢＺ２００８００４３８） ［作者简介］席志鹏，男，在读硕士。从事骨科临床工作 ［收稿日期］２００９—１２－０２
万方数据
－，扮牟詹彦隧学诼硎‘。
２０ｌｏ
讲座与综述
Ｈ
Ｊ等【１６］通过将ＳＤ小鼠尾椎间盘的髓核移
植到Ｌ４和Ｌ５神经根造模，观察小鼠手术前后的疼 痛反应、运动麻痹程度、肌电图改变。Ｓａｋａｍｏｔｏ Ｙ等 【ｌ，］通过自体髓核移植的小鼠模型观察腰神经根的功
Ｅ等【别发现三
维培养细胞可以很好地维持细胞表型及促进基质分
泌。目前用于椎间盘细胞三维培养的培养基主要有 藻酸盐凝胶、琼脂糖和胶原凝胶。另外，三维支架的 应用使三维培养细胞模型更为便利。然而，三维培养 不能维持各种类型细胞之间的相互作用。Ｗａｎ Ｙ等 ［列采用二相弹性支架材料模拟内外层纤维环，研究 发现二相支架具有较好的机械强度和生物相容性。 ２．３椎间盘组织培养模型 椎间盘组织培养系统可以保持椎间盘的完整 性。从而保持细胞之间的相互作用。牛尾椎间盘与 人腰椎间盘外形相似．且牛尾肌肉组织保持牛尾椎 间盘承受一定的压力．这与人腰椎间盘在俯卧位时
Ｗａｎｇ
胞的代谢活动类似于体内，并相对可控，但其实验重
复性较细胞培养模型差。 ３结语 以上体内、体外模型各有应用局限，目前尚无公 认的可完全模拟人椎间盘退变的标准模型。因此，在 研究的最初阶段应该首先根据研究目的选择适宜的
Ｔ等［恐］将雌性大鼠卵巢切除，６个月后发
现在骨密度显著降低的同时。腰椎问盘也发生显著 退变。Ｕｅｉ Ｈ等㈣使小鼠被动吸烟，持续２ Ｗ后发现
剖也可能不同：②建模动物的年龄相对局限，多为年 幼或者处于生长期的动物，因此，研究结果用于评价
椎间盘退变这种年龄相关性疾病的可信度尚需进一
Ｋ等㈤在１９９１年率先进行了鼠髓核
步验证；③解剖差异可能导致研究结果产生较大偏 差，而大部分动物的终板结构与人是不同的；④部分
动物模型只是提供一种急性椎间盘退变的模型，可 能与人椎间盘的慢性退变变化不同。例如：在急性退
ｒ船ｐｏｎ解ｔｏ
［３］Ｈｉｇｕｅｈｉ
Ｍ，Ａｂｅ
Ｋ，Ｋ蚰ｅｄａ Ｋ．
Ｃｈ锄ｇ鹊ｉｎ ｔｌｌｅ ｎｕｃｌｅｕｓ ｐｕｌｐ∞ｕ８ ｏｆ
ｍｅｌａｔｏｌｌｉｎ １３３一１３８．
８ｄＩＩｌｉＩＩｉｓｔｒａｔｉ∞ｉｎ眦“Ｊ］．Ｎ即ｒ∞ｕｒｇ Ｒｅｖ，２００３．２６（２）：
ｔＩｌｅ ｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｍｌ ｄｉ∽ｉｎ ｂｉ ｐｅＩｄａｌ
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ｂｅｎｄｉｎｇ∞ｔＩ地ｍｕｒｉｎｅ ｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌ ｄｉ∞［Ｊ］．ｓｐｉ∞，２００Ｉ，ｌ（４）：
２３９—２４５．
ｐｅｄｈ８ｉ蚰ｂｌｏｃｋ ｉｎ ｔｌＩｅ ｏ“ｎｅ ｌｕｎＩｂ盯叩ｉｎｅ：ａ如ｔｕ陀ｍｏｄｅｌ
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。Ｍｅｌｒｏｓｅ Ｊ等［ｓ］通过 羊纤维环损伤模型研究退变的椎间盘蛋白多糖的减 少与血管神经向内生长的关系。Ｓｏｂａｊｉｍａ Ｓ等［９］通过 针刺兔椎间盘纤维环，发现椎间盘内脊索细胞、髓核 细胞发生组织学改变。Ａｄａｍｓ
Ｍ
越来越多，主要分为体内和体外椎间盘退变模型。
终板的血流灌注，髓核在生理上承受的轴向负荷并 未改变。Ｔｕｒｇｕｔ Ｍ等［１９：通过平行截断小鼠软骨终板 建立营养障碍模型，结果表明外源性Ｎ一乙酰一５氧
基色胺（ＭＥＬ）可减少软骨终板血供。
１．７灭活基因模型 基因敲除模型较适于研究退变椎间盘内特定的 蛋白或突变。Ｂｏｖｄ 变。Ｇｒｕｂｅｒ
Ｈ Ｌ
承受的压力相近．因此牛尾椎间盘是常用的研究人
Ｓｃｉ，２００４，９（６）：５９８硼．
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［１］ｃｏｕｒｔ
［１８］ｗｅｌｆ Ｍ Ｊ，ｋ棚ｏ
２００５。３０（２）：１８ｌ—１８７．
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Ｓ等［１３］将牛尾椎间盘置于蛋白水解Ｎ一胰岛
关的加速退变。如髓核内纤维软骨细胞增多、过早出
现脊索细胞减少等。该模型的原理是通过强迫动物 直立使椎间盘承受较大压力而发生退变。这与人椎 间盘退变有相似之处。Ｋｒｏｂｅｒ
Ｍ
素一木瓜蛋白酶混合物的培养基中培养３ Ｗ．发现椎
间盘中央区异染性丢失、糖胺聚糖含量下降。该种模 型有非开放手术、创伤小、操作简单等优点，但此模 型不能很好地模拟退变的椎间盘中蛋白聚糖丢失的
胞Ⅱ型胶原表达水平高。当细胞传至第６代时。内
对疼痛的认识还是不够全面．特别是传统上较常用 的体型较小的动物模型。虽然通过动物模型研究椎
万方数据
讲座与综述
－…………………………一一
间盘退变的因果关系受到多方面限制，但从动物模 型中得出的结果对于制定保护机制和治疗策略仍然 具有重要作用。
参考文献
２（）０６，３ｌ（１８）：２０５３—２ ０５８．
腰椎间盘生物力学模型。Ｒｉｓｂｕｄ
Ｍ
Ｖ等［３１］将鼠椎间
盘切取进行组织培养。Ｈａｓｃｈｔｍａｎｎ Ｄ等１３２］进行兔椎 间盘组织体外培养。椎间盘组织培养模型椎间盘细
Ｍ等［２０饲养缺失Ⅸ型胶原基因
的鼠．结果显示鼠椎间盘病理改变类似人椎间盘退 Ｅ等【２１］饲养缺失ＳＰＡＲＣ基因的小鼠。 发现纤维环结构紊乱，边界不明。 １．８其他模型