研究背景下腰痛是一个重要的公共卫生问题,给家庭和社会带来沉重的负担。虽然引起下腰痛的原因很多,但是椎间盘退变仍是主要因素。目前临床应用的治疗方法主要解决临床症状,而非针对退变早期的病理过程,并未延缓或逆转椎间盘退变。关于椎间盘退变的原因,虽然做出了许多有益的探讨,但其确切发病机制仍然不清楚。只有在全面了解椎间盘退变机理之后,才可能进一步研究阻止其退变甚或使其再生的方法。目前的观点认为,椎间盘退变是一个由生物化学和生物力学因素相互作用的复杂病理过程。椎间盘始终处于负荷状态,尤其是椎间盘纤维环细胞总是受到不同形式的拉伸应力作用。纤维环蛋白多糖含量的下降和/或成分的改变,可以引起纤维环的退变,进而导致整个椎间盘退变的发生。Aggrecan是椎间盘中蛋白多糖的主要成分。小鼠的Aggrecan基因突变后,可以发生椎间盘的退变。同时椎间盘蛋白多糖的更新速率较快,对外界刺激更为敏感。在本实验中采用周期性张应变模拟作用于纤维环的张应力情况,观察其对椎间盘纤维环细胞蛋白多糖表达的影响。力学信号转化为生物化学信号是一个非常复杂的过程,涉及到很多细胞内、外成分。在很多类型的细胞中,力学刺激可以使细胞内钙离子浓度升高和ERK1/2发生磷酸化,因此,钙离子和ERK1/2信号通路被认为是细胞力学信号转导的共同通路。至于纤维环细胞是如何将机械应力这一力学信号转化成为细胞的生物化学信号,目前对其过程了解甚少。本实验对纤维环细胞力学信号转导的过程进行探讨,旨在揭示机械应力在纤维环退变中的作用,从生物力学角度探讨椎间盘退变的发生机理。实验方法1.大鼠椎间盘纤维环细胞的培养和鉴定采用酶消化法分离大鼠椎间盘纤维环细胞,进行单层培养,观察其形态结构和生物学特性,通过甲苯胺蓝、免疫细胞化学和碱性磷酸酶染色、透射电镜观察等方法对其表型进行鉴定。2.种植于硅橡胶膜上的大鼠纤维环细胞的表型特征研究