मोडिक बदलांचे प्राणी मॉडेल तयार करण्यासाठी ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस लंबर सबकॉन्ड्रल हाडात रोपण केले

Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझर आवृत्तीमध्ये मर्यादित CSS सपोर्ट आहे. सर्वोत्तम परिणामांसाठी, आम्ही नवीन ब्राउझर वापरण्याची शिफारस करतो (किंवा Internet Explorer मधील सुसंगतता मोड अक्षम करा). दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट प्रदर्शित करू.
MC चा अभ्यास करण्यासाठी प्राणी मॉडेल्स ऑफ मोडिक चेंज (MC) ची स्थापना हा महत्त्वाचा आधार आहे. न्यूझीलंडचे 54 पांढरे ससे शॅम-ऑपरेशन ग्रुप, स्नायू इम्प्लांटेशन ग्रुप (एमई ग्रुप) आणि न्यूक्लियस पल्पोसस इम्प्लांटेशन ग्रुप (एनपीई ग्रुप) मध्ये विभागले गेले. एनपीई ग्रुपमध्ये, इंटरव्हर्टेब्रल डिस्क अँटेरोलॅटरल लंबर सर्जिकल पध्दतीने उघडकीस आणली गेली आणि शेवटच्या प्लेटजवळील L5 वर्टेब्रल बॉडीला पंचर करण्यासाठी सुई वापरली गेली. सिरिंजद्वारे L1/2 इंटरव्हर्टेब्रल डिस्कमधून NP काढला गेला आणि त्यात इंजेक्शन दिले गेले. सबकॉन्ड्रल हाड मध्ये एक भोक ड्रिल. स्नायू इम्प्लांटेशन ग्रुप आणि शॅम-ऑपरेशन ग्रुपमधील सर्जिकल प्रक्रिया आणि ड्रिलिंग पद्धती एनपी इम्प्लांटेशन ग्रुप सारख्याच होत्या. एमई ग्रुपमध्ये, स्नायूचा एक तुकडा छिद्रामध्ये ठेवण्यात आला होता, तर शॅम-ऑपरेशन ग्रुपमध्ये, छिद्रामध्ये काहीही ठेवले गेले नाही. ऑपरेशननंतर, एमआरआय स्कॅनिंग आणि आण्विक जैविक चाचणी केली गेली. एनपीई ग्रुपमधील सिग्नल बदलला, परंतु शॅम-ऑपरेशन ग्रुप आणि एमई ग्रुपमध्ये कोणतेही स्पष्ट सिग्नल बदल झाले नाहीत. हिस्टोलॉजिकल निरीक्षणात असे दिसून आले की इम्प्लांटेशन साइटवर असामान्य ऊतक प्रसार दिसून आला आणि एनपीई गटामध्ये IL-4, IL-17 आणि IFN-γ चे अभिव्यक्ती वाढली. सबकॉन्ड्रल हाडांमध्ये एनपीचे रोपण एमसीचे प्राणी मॉडेल बनवू शकते.
मॉडिक चेंजेस (MC) हे मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग (MRI) वर दिसणारे कशेरुकी एंडप्लेट्स आणि लगतच्या अस्थिमज्जाचे घाव आहेत. संबंधित लक्षणे 1 असलेल्या व्यक्तींमध्ये ते सामान्य आहेत. कमी पाठदुखी (LBP)2,3 शी संबंधित असल्यामुळे अनेक अभ्यासांनी एमसीच्या महत्त्वावर जोर दिला आहे. de Roos et al.4 आणि Modic et al.5 यांनी स्वतंत्रपणे प्रथम कशेरुकाच्या अस्थिमज्जामध्ये तीन वेगवेगळ्या प्रकारच्या सबकॉन्ड्रल सिग्नल विकृतींचे वर्णन केले. मोडिक प्रकार I चे बदल T1-भारित (T1W) अनुक्रमांवर हायपोइंटेंस आणि T2-भारित (T2W) अनुक्रमांवर हायपरइंटेन्स आहेत. हा घाव अस्थिमज्जामधील फिशर एंडप्लेट्स आणि समीप संवहनी ग्रॅन्युलेशन टिश्यू प्रकट करतो. मोडिक प्रकार II बदल T1W आणि T2W या दोन्ही अनुक्रमांवर उच्च सिग्नल दर्शवतात. या प्रकारच्या जखमांमध्ये, एंडप्लेटचा नाश, तसेच समीप अस्थिमज्जा हिस्टोलॉजिकल फॅटी बदलणे आढळू शकते. मोडिक प्रकार III चे बदल T1W आणि T2W अनुक्रमांमध्ये कमी सिग्नल दर्शवतात. एंडप्लेट्सशी संबंधित स्क्लेरोटिक घाव दिसून आले आहेत6. MC हा मणक्याचा पॅथॉलॉजिकल रोग मानला जातो आणि मणक्याच्या 7,8,9 च्या अनेक विकृत रोगांशी जवळून संबंधित आहे.
उपलब्ध डेटाचा विचार करून, अनेक अभ्यासांनी MC च्या एटिओलॉजी आणि पॅथॉलॉजिकल मेकॅनिझममध्ये तपशीलवार अंतर्दृष्टी प्रदान केली आहे. अल्बर्ट वगैरे. असे सुचवले की MC डिस्क हर्नियेशन 8 मुळे होऊ शकते. हू वगैरे. गंभीर डिस्क ऱ्हासाचे श्रेय MC 10. क्रॉकने "अंतर्गत डिस्क फाटणे" ची संकल्पना मांडली, ज्यामध्ये असे म्हटले आहे की डिस्कच्या पुनरावृत्तीमुळे एंडप्लेटमध्ये मायक्रोटेअर्स होऊ शकतात. क्लेफ्ट फॉर्मेशन नंतर, न्यूक्लियस पल्पोसस (NP) द्वारे एंडप्लेटचा नाश स्वयंप्रतिकार प्रतिसादास चालना देऊ शकतो, ज्यामुळे पुढे MC11 चा विकास होतो. मा इ. समान मत सामायिक केले आणि नोंदवले की एनपी-प्रेरित स्वयंप्रतिकार शक्ती MC12 च्या रोगजननात महत्त्वाची भूमिका बजावते.
रोगप्रतिकारक प्रणाली पेशी, विशेषत: CD4+ T हेल्पर लिम्फोसाइट्स, स्वयंप्रतिकारशक्ती 13 च्या रोगजनकांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. अलीकडेच सापडलेला Th17 उपसंच प्रोइनफ्लेमेटरी साइटोकाइन IL-17 तयार करतो, केमोकाइन अभिव्यक्तीला प्रोत्साहन देतो आणि IFN-γ14 तयार करण्यासाठी खराब झालेल्या अवयवांमधील T पेशींना उत्तेजित करतो. Th2 पेशी रोगप्रतिकारक प्रतिक्रियांच्या रोगजननातही अनन्य भूमिका बजावतात. प्रतिनिधी Th2 सेल म्हणून IL-4 ची अभिव्यक्ती गंभीर इम्युनोपॅथॉलॉजिकल परिणाम होऊ शकते15.
जरी MC16,17,18,19,20,21,22,23,24 वर अनेक नैदानिक ​​अभ्यास आयोजित केले गेले असले तरी, मानवांमध्ये वारंवार होणाऱ्या MC प्रक्रियेची नक्कल करू शकणाऱ्या प्रायोगिक प्रायोगिक मॉडेल्सचा अभाव अजूनही आहे. एटिओलॉजी किंवा नवीन उपचार जसे की लक्ष्यित थेरपी तपासण्यासाठी वापरले जाते. आजपर्यंत, MC च्या फक्त काही प्राण्यांच्या मॉडेल्समध्ये अंतर्निहित पॅथॉलॉजिकल मेकॅनिझमचा अभ्यास केला गेला आहे.
अल्बर्ट आणि मा यांनी प्रस्तावित केलेल्या स्वयंप्रतिकार सिद्धांतावर आधारित, या अभ्यासाने ड्रिल केलेल्या कशेरुकाच्या शेवटच्या प्लेटजवळ एनपीचे स्वयंरोपण करून एक साधे आणि पुनरुत्पादित ससा एमसी मॉडेल स्थापित केले. इतर उद्दिष्टे म्हणजे प्राण्यांच्या मॉडेल्सच्या हिस्टोलॉजिकल वैशिष्ट्यांचे निरीक्षण करणे आणि एमसीच्या विकासामध्ये एनपीच्या विशिष्ट यंत्रणेचे मूल्यांकन करणे. यासाठी, आम्ही MC च्या प्रगतीचा अभ्यास करण्यासाठी आण्विक जीवशास्त्र, MRI आणि हिस्टोलॉजिकल अभ्यास यासारख्या तंत्रांचा वापर करतो.
शस्त्रक्रियेदरम्यान रक्तस्रावामुळे दोन सशांचा मृत्यू झाला आणि एमआरआय दरम्यान भूल दिल्याने चार सशांचा मृत्यू झाला. उर्वरित 48 ससे जिवंत राहिले आणि शस्त्रक्रियेनंतर कोणतेही वर्तनात्मक किंवा न्यूरोलॉजिकल चिन्हे दर्शविली नाहीत.
एमआरआय दर्शविते की वेगवेगळ्या छिद्रांमध्ये एम्बेड केलेल्या ऊतकांची सिग्नल तीव्रता भिन्न आहे. एनपीई गटातील L5 वर्टेब्रल बॉडीची सिग्नल तीव्रता समाविष्ट केल्यानंतर 12, 16 आणि 20 आठवड्यांनी हळूहळू बदलली (T1W अनुक्रमाने कमी सिग्नल दर्शविला आणि T2W अनुक्रमाने मिश्रित सिग्नल अधिक कमी सिग्नल दर्शविला) (चित्र 1C), तर एमआरआय दिसले. एम्बेडेड भागांच्या इतर दोन गटांपैकी त्याच कालावधीत तुलनेने स्थिर राहिले (चित्र. 1A, B).
(अ) 3 वेळेच्या बिंदूंवर सशाच्या कमरेसंबंधीचा मणक्याचे प्रतिनिधी अनुक्रमिक एमआरआय. शॅम-ऑपरेशन ग्रुपच्या प्रतिमांमध्ये कोणतीही सिग्नल विकृती आढळली नाही. (बी) एमई ग्रुपमधील कशेरुकाच्या शरीराची सिग्नल वैशिष्ट्ये शॅम-ऑपरेशन ग्रुप सारखीच असतात आणि एम्बेडिंग साइटवर कालांतराने कोणतेही महत्त्वपूर्ण सिग्नल बदल दिसून येत नाहीत. (C) NPE गटामध्ये, कमी सिग्नल T1W क्रमामध्ये स्पष्टपणे दृश्यमान आहे आणि मिश्रित सिग्नल आणि कमी सिग्नल T2W क्रमामध्ये स्पष्टपणे दृश्यमान आहेत. 12-आठवड्यांच्या कालावधीपासून 20-आठवड्याच्या कालावधीपर्यंत, T2W अनुक्रमातील कमी सिग्नलच्या आसपासचे तुरळक उच्च सिग्नल कमी होतात.
एनपीई गटातील कशेरुकाच्या शरीराच्या रोपण साइटवर स्पष्ट हाडांचे हायपरप्लासिया दिसून येते आणि एनपीई गटाच्या तुलनेत हाडांचा हायपरप्लासिया 12 ते 20 आठवडे (चित्र 2 सी) वेगाने होतो, मॉडेल केलेल्या कशेरुकामध्ये कोणताही महत्त्वपूर्ण बदल दिसून येत नाही. शरीरे शाम गट आणि ME गट (चित्र 2C) 2A,B).
(अ) प्रत्यारोपित भागावरील कशेरुकाच्या शरीराची पृष्ठभाग अतिशय गुळगुळीत आहे, छिद्र चांगले बरे होते आणि कशेरुकाच्या शरीरात हायपरप्लासिया नाही. (ब) एमई ग्रुपमधील इम्प्लांट केलेल्या जागेचा आकार शॅम ऑपरेशन ग्रुप सारखाच असतो आणि कालांतराने इम्प्लांट केलेल्या जागेच्या स्वरूपामध्ये कोणताही स्पष्ट बदल होत नाही. (सी) एनपीई गटातील प्रत्यारोपित साइटवर हाडांचे हायपरप्लासिया उद्भवले. हाडांचे हायपरप्लासिया वेगाने वाढले आणि अगदी इंटरव्हर्टेब्रल डिस्कद्वारे कॉन्ट्रालेटरल वर्टेब्रल बॉडीपर्यंत वाढले.
हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण हाडांच्या निर्मितीबद्दल अधिक तपशीलवार माहिती प्रदान करते. आकृती 3 H&E सह डागलेल्या पोस्टऑपरेटिव्ह विभागांची छायाचित्रे दाखवते. शॅम-ऑपरेशन ग्रुपमध्ये, chondrocytes चांगल्या प्रकारे व्यवस्थित केले गेले होते आणि पेशींचा प्रसार आढळला नाही (Fig. 3A). एमई ग्रुपमधील परिस्थिती शेम-ऑपरेशन ग्रुप (चित्र 3 बी) सारखीच होती. तथापि, एनपीई गटामध्ये, इम्प्लांटेशन साइटवर मोठ्या प्रमाणात कॉन्ड्रोसाइट्स आणि एनपी-सारख्या पेशींचा प्रसार दिसून आला (चित्र 3 सी);
(अ) ट्रॅबेक्युले शेवटच्या प्लेटजवळ दिसू शकतात, कॉन्ड्रोसाइट्स एकसमान पेशींचा आकार आणि आकार आणि कोणताही प्रसार (40 वेळा) सह व्यवस्थितपणे व्यवस्था केली जाते. (ब) एमई ग्रुपमधील इम्प्लांटेशन साइटची स्थिती शॅम ग्रुपसारखीच असते. Trabeculae आणि chondrocytes दिसू शकतात, परंतु इम्प्लांटेशन साइटवर कोणतेही स्पष्ट प्रसार नाही (40 वेळा). (ब) असे दिसून येते की chondrocytes आणि NP सारख्या पेशी लक्षणीयरीत्या वाढतात आणि chondrocytes चे आकार आणि आकार असमान (40 वेळा) असतात.
इंटरल्यूकिन 4 (IL-4) mRNA, इंटरल्यूकिन 17 (IL-17) mRNA आणि इंटरफेरॉन γ (IFN-γ) mRNA ची अभिव्यक्ती NPE आणि ME या दोन्ही गटांमध्ये दिसून आली. जेव्हा लक्ष्य जनुकांच्या अभिव्यक्ती पातळीची तुलना केली गेली तेव्हा, IL-4, IL-17, आणि IFN-γ च्या जनुक अभिव्यक्ती ME गट आणि शॅम ऑपरेशन ग्रुपच्या तुलनेत एनपीई गटामध्ये लक्षणीय वाढ झाली (चित्र 4) (पी < ०.०५). शॅम ऑपरेशन ग्रुपच्या तुलनेत, ME गटातील IL-4, IL-17, आणि IFN-γ चे अभिव्यक्ती स्तर फक्त किंचित वाढले आणि सांख्यिकीय बदलापर्यंत पोहोचले नाही (P > 0.05).
एनपीई गटातील IL-4, IL-17 आणि IFN-γ च्या mRNA अभिव्यक्तीने शॅम ऑपरेशन गट आणि ME गट (P <0.05) पेक्षा लक्षणीय उच्च कल दर्शविला.
याउलट, ME गटातील अभिव्यक्ती पातळींमध्ये कोणताही महत्त्वपूर्ण फरक दिसून आला नाही (P>0.05).
बदललेल्या mRNA अभिव्यक्ती पॅटर्नची पुष्टी करण्यासाठी IL-4 आणि IL-17 विरुद्ध व्यावसायिकरित्या उपलब्ध अँटीबॉडीज वापरून वेस्टर्न ब्लॉट विश्लेषण केले गेले. आकृती 5A,B मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ME गट आणि शॅम ऑपरेशन ग्रुपच्या तुलनेत, NPE गटातील IL-4 आणि IL-17 च्या प्रथिने पातळी लक्षणीय वाढल्या होत्या (P <0.05). शॅम ऑपरेशन गटाच्या तुलनेत, एमई गटातील IL-4 आणि IL-17 च्या प्रथिने पातळी देखील सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण बदलांपर्यंत पोहोचण्यात अयशस्वी ठरल्या (P> 0.05).
(A) NPE गटातील IL-4 आणि IL-17 ची प्रथिने पातळी ME गट आणि प्लेसबो गटातील (P <0.05) पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होती. (ब) वेस्टर्न ब्लॉट हिस्टोग्राम.
शस्त्रक्रियेदरम्यान मिळालेल्या मानवी नमुन्यांच्या मर्यादित संख्येमुळे, एमसीच्या पॅथोजेनेसिसवर स्पष्ट आणि तपशीलवार अभ्यास करणे काहीसे कठीण आहे. त्याच्या संभाव्य पॅथॉलॉजिकल यंत्रणेचा अभ्यास करण्यासाठी आम्ही MC चे प्राणी मॉडेल स्थापित करण्याचा प्रयत्न केला. त्याच वेळी, एनपी ऑटोग्राफ्टद्वारे प्रेरित एमसी कोर्सचे अनुसरण करण्यासाठी रेडिओलॉजिकल मूल्यांकन, हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन आणि आण्विक जैविक मूल्यमापन वापरले गेले. परिणामी, एनपी इम्प्लांटेशन मॉडेलचा परिणाम म्हणजे 12-आठवड्यापासून 20-आठवड्यांपर्यंत सिग्नलच्या तीव्रतेत हळूहळू बदल झाला (T1W अनुक्रमांमध्ये मिश्रित कमी सिग्नल आणि T2W अनुक्रमांमध्ये कमी सिग्नल), ऊतींमधील बदल दर्शवितात, आणि हिस्टोलॉजिकल आणि आण्विक जैविक मूल्यमापनांनी रेडिओलॉजिकल अभ्यासाच्या परिणामांची पुष्टी केली.
या प्रयोगाचे परिणाम दर्शवतात की एनपीई गटातील कशेरुकाच्या शरीराच्या उल्लंघनाच्या ठिकाणी व्हिज्युअल आणि हिस्टोलॉजिकल बदल झाले आहेत. त्याच वेळी, IL-4, IL-17 आणि IFN-γ जनुकांची अभिव्यक्ती, तसेच IL-4, IL-17 आणि IFN-γ दिसून आली, जे कशेरुकामधील ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस टिश्यूचे उल्लंघन दर्शवितात. शरीर सिग्नल आणि मॉर्फोलॉजिकल बदलांची मालिका होऊ शकते. हे शोधणे सोपे आहे की प्राणी मॉडेलच्या कशेरुकाच्या शरीराची सिग्नल वैशिष्ट्ये (T1W अनुक्रमात कमी सिग्नल, मिश्रित सिग्नल आणि T2W अनुक्रमात कमी सिग्नल) मानवी कशेरुकाच्या पेशींसारखेच आहेत आणि MRI वैशिष्ट्ये देखील आहेत. हिस्टोलॉजी आणि ग्रॉस एनाटॉमीच्या निरीक्षणांची पुष्टी करा, म्हणजेच कशेरुकी शरीराच्या पेशींमध्ये होणारे बदल प्रगतीशील आहेत. जरी तीव्र आघातामुळे होणारी दाहक प्रतिक्रिया पंक्चर झाल्यानंतर लगेच दिसू शकते, MRI परिणामांवरून असे दिसून आले की पँक्चरनंतर 12 आठवड्यांनंतर हळूहळू वाढणारे सिग्नल बदल दिसून आले आणि MRI बदलांच्या पुनर्प्राप्ती किंवा उलट होण्याच्या कोणत्याही चिन्हांशिवाय 20 आठवड्यांपर्यंत टिकून राहिले. हे परिणाम सूचित करतात की ऑटोलॉगस वर्टेब्रल NP ही सशांमध्ये प्रगतीशील MV स्थापित करण्यासाठी एक विश्वासार्ह पद्धत आहे.
या पंचर मॉडेलसाठी पुरेसे कौशल्य, वेळ आणि शस्त्रक्रिया प्रयत्न आवश्यक आहेत. प्राथमिक प्रयोगांमध्ये, पॅराव्हर्टेब्रल लिगामेंटस स्ट्रक्चर्सचे विच्छेदन किंवा अत्यधिक उत्तेजनामुळे वर्टेब्रल ऑस्टियोफाइट्सची निर्मिती होऊ शकते. शेजारील डिस्कला इजा होणार नाही किंवा चिडचिड होणार नाही याची काळजी घेतली पाहिजे. सातत्यपूर्ण आणि पुनरुत्पादक परिणाम मिळविण्यासाठी आत प्रवेशाची खोली नियंत्रित करणे आवश्यक असल्याने, 3 मिमी लांब सुईचे आवरण कापून आम्ही स्वतः एक प्लग तयार केला. हा प्लग वापरल्याने कशेरुकाच्या शरीरात एकसमान ड्रिलिंग खोली सुनिश्चित होते. प्राथमिक प्रयोगांमध्ये, ऑपरेशनमध्ये सहभागी असलेल्या तीन ऑर्थोपेडिक सर्जनना 18-गेज सुया किंवा इतर पद्धतींपेक्षा 16-गेज सुया काम करणे सोपे असल्याचे आढळले. ड्रिलिंग दरम्यान जास्त रक्तस्त्राव टाळण्यासाठी, सुईला थोडावेळ दाबून ठेवल्यास अधिक योग्य इन्सर्टेशन होल मिळेल, जे सुचवते की अशा प्रकारे काही प्रमाणात एमसी नियंत्रित केले जाऊ शकते.
अनेक अभ्यासांनी MC ला लक्ष्य केले असले तरी, MC25,26,27 च्या एटिओलॉजी आणि पॅथोजेनेसिसबद्दल फारसे माहिती नाही. आमच्या मागील अभ्यासांवर आधारित, आम्हाला आढळले की MC12 च्या घटना आणि विकासामध्ये स्वयंप्रतिकार शक्ती महत्त्वाची भूमिका बजावते. या अभ्यासात IL-4, IL-17 आणि IFN-γ च्या परिमाणवाचक अभिव्यक्तीचे परीक्षण केले गेले, जे प्रतिजन उत्तेजित झाल्यानंतर CD4+ पेशींचे मुख्य भिन्नता मार्ग आहेत. आमच्या अभ्यासात, नकारात्मक गटाच्या तुलनेत, NPE गटामध्ये IL-4, IL-17, आणि IFN-γ ची उच्च अभिव्यक्ती होती आणि IL-4 आणि IL-17 ची प्रथिने पातळी देखील जास्त होती.
वैद्यकीयदृष्ट्या, IL-17 mRNA अभिव्यक्ती NP पेशींमध्ये डिस्क हर्नियेशन 28 असलेल्या रूग्णांमध्ये वाढली आहे. निरोगी नियंत्रणांच्या तुलनेत तीव्र नॉन-कंप्रेसिव्ह डिस्क हर्नियेशन मॉडेलमध्ये वाढलेली IL-4 आणि IFN-γ अभिव्यक्ती पातळी देखील आढळली 29. IL-17 स्वयंप्रतिकार रोगांमध्ये जळजळ, ऊतींना दुखापत होण्यामध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि IFN-γ31 ला रोगप्रतिकारक प्रतिसाद वाढवते. एमआरएल/एलपीआर माईस32 आणि ऑटोम्युनिटी-संवेदनशील उंदरांमध्ये वर्धित IL-17-मध्यस्थ टिश्यू इजा नोंदवली गेली आहे. IL-4 प्रोइनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (जसे की IL-1β आणि TNFα) आणि मॅक्रोफेज सक्रियता 34 च्या अभिव्यक्तीला प्रतिबंध करू शकते. असे नोंदवले गेले की IL-4 ची mRNA अभिव्यक्ती NPE गटामध्ये IL-17 आणि IFN-γ च्या तुलनेत एकाच वेळी भिन्न होती; एनपीई गटातील IFN-γ चे mRNA अभिव्यक्ती इतर गटांच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त होती. म्हणून, IFN-γ उत्पादन NP इंटरकॅलेशनद्वारे प्रेरित दाहक प्रतिसादाचे मध्यस्थ असू शकते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की IFN-γ सक्रिय केलेल्या प्रकार 1 मदतनीस टी पेशी, नैसर्गिक किलर पेशी आणि मॅक्रोफेजेस 35,36 यासह अनेक पेशी प्रकारांद्वारे तयार केले जाते आणि रोगप्रतिकारक प्रतिसादांना प्रोत्साहन देणारे प्रमुख प्रो-इंफ्लॅमेटरी साइटोकाइन आहे.
हा अभ्यास सूचित करतो की MC च्या घटना आणि विकासामध्ये स्वयंप्रतिकार प्रतिसादाचा सहभाग असू शकतो. लुओमा आणि इतर. असे आढळले की MC आणि प्रमुख NP चे सिग्नल वैशिष्ट्ये MRI वर समान आहेत आणि दोन्ही T2W अनुक्रम38 मध्ये उच्च सिग्नल दर्शवतात. काही साइटोकिन्स MC च्या घटनेशी जवळून संबंधित असल्याची पुष्टी झाली आहे, जसे की IL-139. मा इ. असे सुचवले आहे की NP च्या वरच्या किंवा खालच्या बाजूने MC12 च्या घटना आणि विकासावर मोठा प्रभाव असू शकतो. Bobechko40 आणि Herzbein et al.41 ने नोंदवले की NP ही एक इम्युनोटोलेरंट टिश्यू आहे जी जन्मापासून संवहनी अभिसरणात प्रवेश करू शकत नाही. एनपी प्रोट्र्यूशन्स रक्त पुरवठ्यामध्ये परदेशी शरीरे आणतात, ज्यामुळे स्थानिक स्वयंप्रतिकार प्रतिक्रियांमध्ये मध्यस्थी होते42. स्वयंप्रतिकार प्रतिक्रिया मोठ्या प्रमाणात रोगप्रतिकारक घटकांना प्रेरित करू शकतात आणि जेव्हा हे घटक ऊतींच्या संपर्कात असतात तेव्हा ते सिग्नलिंग 43 मध्ये बदल घडवून आणू शकतात. या अभ्यासात, IL-4, IL-17 आणि IFN-γ चे ओव्हरएक्सप्रेशन हे विशिष्ट रोगप्रतिकारक घटक आहेत, जे पुढे NP आणि MCs44 मधील जवळचे संबंध सिद्ध करतात. हे प्राणी मॉडेल एनपी यशाची आणि शेवटच्या प्लेटमध्ये प्रवेशाची नक्कल करते. या प्रक्रियेमुळे MC वर स्वयंप्रतिकार शक्तीचा प्रभाव पुढे आला.
अपेक्षेप्रमाणे, हे प्राणी मॉडेल आम्हाला MC चा अभ्यास करण्यासाठी संभाव्य व्यासपीठ प्रदान करते. तथापि, या मॉडेलला अजूनही काही मर्यादा आहेत: प्रथम, प्राण्यांच्या निरीक्षणाच्या टप्प्यात, काही मध्यवर्ती-स्टेज सशांना हिस्टोलॉजिकल आणि आण्विक जीवशास्त्र चाचणीसाठी euthanized करणे आवश्यक आहे, त्यामुळे काही प्राणी कालांतराने "वापरून पडतात". दुसरे म्हणजे, जरी या अभ्यासात तीन टाइम पॉईंट्स सेट केले गेले असले तरी, दुर्दैवाने, आम्ही फक्त एक प्रकारचा MC (मोडिक प्रकार I बदलतो) तयार केला आहे, त्यामुळे मानवी रोग विकास प्रक्रियेचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी ते पुरेसे नाही आणि अधिक वेळ बिंदू सेट करणे आवश्यक आहे. सर्व सिग्नल बदलांचे चांगले निरीक्षण करा. तिसरे म्हणजे, ऊतकांच्या संरचनेतील बदल खरोखरच हिस्टोलॉजिकल स्टेनिंगद्वारे स्पष्टपणे दर्शविले जाऊ शकतात, परंतु काही विशिष्ट तंत्रे या मॉडेलमधील सूक्ष्म संरचनात्मक बदल अधिक चांगल्या प्रकारे प्रकट करू शकतात. उदाहरणार्थ, ध्रुवीकृत प्रकाश मायक्रोस्कोपीचा वापर ससा इंटरव्हर्टेब्रल डिस्क 45 मध्ये फायब्रोकार्टिलेजच्या निर्मितीचे विश्लेषण करण्यासाठी केला गेला. MC आणि एंडप्लेटवर NP चे दीर्घकालीन परिणाम पुढील अभ्यासाची आवश्यकता आहे.
54 नर न्यूझीलंड पांढरे ससे (वजन सुमारे 2.5-3 किलो, वय 3-3.5 महिने) यादृच्छिकपणे शॅम ऑपरेशन ग्रुप, स्नायू इम्प्लांटेशन ग्रुप (एमई ग्रुप) आणि नर्व्ह रूट इम्प्लांटेशन ग्रुप (एनपीई ग्रुप) मध्ये विभागले गेले. सर्व प्रायोगिक प्रक्रियांना टियांजिन रुग्णालयाच्या नीतिशास्त्र समितीने मान्यता दिली होती आणि प्रायोगिक पद्धती मंजूर मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार काटेकोरपणे पार पाडल्या गेल्या.
S. Sobajima 46 च्या सर्जिकल तंत्रात काही सुधारणा करण्यात आल्या आहेत. प्रत्येक ससा लॅरल रिकम्बन्सी पोझिशनमध्ये ठेवण्यात आला होता आणि पोस्टरोलॅटरल रेट्रोपेरिटोनियल पध्दतीचा वापर करून सलग पाच लंबर इंटरव्हर्टेब्रल डिस्क्स (IVDs) ची पुढची पृष्ठभाग उघडकीस आली होती. प्रत्येक सश्याला सामान्य भूल देण्यात आली (20% युरेथेन, 5 मिली/किलो कानाच्या रक्तवाहिनीद्वारे). बरगड्यांच्या खालच्या काठावरुन ओटीपोटाच्या काठापर्यंत, 2 सेमी वेंट्रल ते पॅराव्हर्टेब्रल स्नायूपर्यंत रेखांशाचा त्वचेचा चीरा बनवला गेला. L1 ते L6 पर्यंतचा उजवा anterolateral मणका ओव्हरलायंग त्वचेखालील ऊतक, रेट्रोपेरिटोनियल टिश्यू आणि स्नायू (Fig. 6A) च्या तीक्ष्ण आणि बोथट विच्छेदनाने उघड झाला. L5-L6 डिस्क स्तरासाठी शरीरशास्त्रीय लँडमार्क म्हणून पेल्विक ब्रिमचा वापर करून डिस्क पातळी निर्धारित केली गेली. L5 कशेरुकाच्या शेवटच्या प्लेटजवळ 3 मिमी (चित्र 6B) खोलीपर्यंत छिद्र पाडण्यासाठी 16-गेज पंक्चर सुई वापरा. L1-L2 इंटरव्हर्टेब्रल डिस्क (Fig. 6C) मधील ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस ऍस्पिरेट करण्यासाठी 5-मिली सिरिंज वापरा. प्रत्येक गटाच्या आवश्यकतेनुसार न्यूक्लियस पल्पोसस किंवा स्नायू काढून टाका. ड्रिल होल खोल झाल्यानंतर, शस्त्रक्रियेदरम्यान कशेरुकाच्या शरीराच्या पेरीओस्टील टिश्यूला इजा होणार नाही याची काळजी घेऊन, खोल फॅसिआ, वरवरच्या फॅसिआ आणि त्वचेवर शोषण्यायोग्य सिवने ठेवल्या जातात.
(A) L5–L6 डिस्क पोस्टरोलॅटरल रेट्रोपेरिटोनियल पध्दतीद्वारे उघड केली जाते. (B) L5 एंडप्लेटजवळ छिद्र पाडण्यासाठी 16-गेज सुई वापरा. (C) ऑटोलॉगस MF ची कापणी केली जाते.
जनरल ऍनेस्थेसिया 20% युरेथेन (5 ml/kg) कानाच्या रक्तवाहिनीद्वारे प्रशासित करण्यात आली आणि 12, 16 आणि 20 आठवडे शस्त्रक्रियेनंतर लंबर स्पाइन रेडिओग्राफची पुनरावृत्ती झाली.
शस्त्रक्रियेनंतर 12, 16 आणि 20 आठवड्यांनी केटामाइन (25.0 mg/kg) आणि इंट्राव्हेनस सोडियम पेंटोबार्बिटल (1.2 g/kg) च्या इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शनद्वारे सशांचा बळी देण्यात आला. हिस्टोलॉजिकल विश्लेषणासाठी संपूर्ण पाठीचा कणा काढला गेला आणि वास्तविक विश्लेषण केले गेले. रोगप्रतिकारक घटकांमधील बदल शोधण्यासाठी क्वांटिटेटिव्ह रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शन (RT-qPCR) आणि वेस्टर्न ब्लॉटिंग वापरले गेले.
ऑर्थोगोनल लिंब कॉइल रिसीव्हरसह सुसज्ज 3.0 टी क्लिनिकल मॅग्नेट (GE मेडिकल सिस्टम्स, फ्लोरेन्स, SC) वापरून सशांमध्ये MRI तपासण्या केल्या गेल्या. सशांना 20% युरेथेन (5 mL/kg) कानाच्या रक्तवाहिनीद्वारे भूल दिली गेली आणि नंतर 5 इंच व्यासाच्या वर्तुळाकार पृष्ठभागाच्या कॉइल (GE मेडिकल सिस्टम्स) वर मध्यभागी असलेल्या कमरेच्या प्रदेशासह चुंबकाच्या आत सुपीन ठेवले. कोरोनल T2-वेटेड लोकॅलायझर प्रतिमा (TR, 1445 ms; TE, 37 ms) L3-L4 ते L5-L6 पर्यंत लंबर डिस्कचे स्थान परिभाषित करण्यासाठी अधिग्रहित केले गेले. Sagittal विमान T2-वेटेड स्लाइस खालील सेटिंग्जसह प्राप्त केले गेले: 2200 ms च्या पुनरावृत्ती वेळ (TR) सह जलद स्पिन-इको अनुक्रम आणि 70 ms चा प्रतिध्वनी वेळ (TE), मॅट्रिक्स; 260 आणि आठ उत्तेजनांचे दृश्य क्षेत्र; कटिंग जाडी 2 मिमी होती, अंतर 0.2 मिमी होते.
शेवटचा फोटो काढल्यानंतर आणि शेवटचा ससा मारला गेल्यानंतर, हिस्टोलॉजिकल तपासणीसाठी शॅम, स्नायू-एम्बेडेड आणि एनपी डिस्क काढून टाकण्यात आल्या. ऊती 1 आठवड्यासाठी 10% तटस्थ बफर केलेल्या फॉर्मेलिनमध्ये निश्चित केल्या गेल्या, इथिलेनेडायमिनटेट्राएसेटिक ऍसिडसह डिकॅल्सीफाइड आणि पॅराफिन विभागले गेले. टिश्यू ब्लॉक्स पॅराफिनमध्ये एम्बेड केले गेले आणि मायक्रोटोम वापरून सॅजिटल विभागात (5 μm जाड) कापले गेले. विभाग हेमॅटॉक्सिलिन आणि इओसिन (H&E) ने डागलेले होते.
प्रत्येक गटातील सशांकडून इंटरव्हर्टेब्रल डिस्क गोळा केल्यानंतर, निर्मात्याच्या सूचनांनुसार आणि ImProm II रिव्हर्स ट्रान्सक्रिप्शन सिस्टम (Promega Inc. , मॅडिसन, WI, USA). उलट प्रतिलेखन केले गेले.
RT-qPCR प्रिझम 7300 (अप्लाईड बायोसिस्टम्स इंक., यूएसए) आणि एसवायबीआर ग्रीन जंप स्टार्ट टाक रेडीमिक्स (सिग्मा-अल्ड्रिच, सेंट लुईस, एमओ, यूएसए) वापरून निर्मात्याच्या सूचनांनुसार केले गेले. पीसीआर प्रतिक्रियेचे प्रमाण 20 μl होते आणि त्यात 1.5 μl पातळ केलेले cDNA आणि प्रत्येक प्राइमरचे 0.2 μM होते. प्राइमर्सची रचना OligoPerfect डिझायनर (Invitrogen, Valencia, CA) यांनी केली होती आणि Nanjing Golden Stewart Biotechnology Co., Ltd. (चीन) (टेबल 1) द्वारे उत्पादित केली होती. खालील थर्मल सायकलिंग अटी वापरल्या गेल्या: 2 मिनिटांसाठी 94°C वर प्रारंभिक पॉलिमरेझ ऍक्टिव्हेशन पायरी, नंतर टेम्प्लेट विकृतीकरणासाठी 94°C वर प्रत्येकी 15 s चे 40 चक्र, 60°C वर 1 मिनिट ऍनीलिंग, विस्तार आणि फ्लूरोसेन्स. मोजमाप 72 डिग्री सेल्सियसवर 1 मिनिटासाठी केले गेले. सर्व नमुने तीन वेळा वाढवले ​​गेले आणि सरासरी मूल्य RT-qPCR विश्लेषणासाठी वापरले गेले. फ्लेक्सस्टेशन 3 (मॉलेक्युलर डिव्हाइसेस, सनीवेल, CA, USA) वापरून प्रवर्धन डेटाचे विश्लेषण केले गेले. IL-4, IL-17, आणि IFN-γ जनुक अभिव्यक्ती अंतर्जात नियंत्रण (ACTB) मध्ये सामान्य केली गेली. लक्ष्य mRNA ची सापेक्ष अभिव्यक्ती पातळी 2-ΔΔCT पद्धत वापरून मोजली गेली.
आरआयपीए लिसिस बफर (प्रोटीज आणि फॉस्फेट इनहिबिटर कॉकटेल असलेले) टिश्यू होमोजेनायझर वापरून ऊतींमधून एकूण प्रथिने काढली गेली आणि नंतर ऊतींचे ढिगारे काढण्यासाठी 4°C वर 13,000 rpm वर 20 मिनिटांसाठी सेंट्रीफ्यूज केले गेले. प्रत्येक लेनमध्ये पन्नास मायक्रोग्रॅम प्रथिने लोड केले गेले, 10% SDS-PAGE ने वेगळे केले आणि नंतर PVDF झिल्लीमध्ये हस्तांतरित केले. खोलीच्या तपमानावर 1 तासासाठी 0.1% ट्वीन 20 असलेले ट्रिस-बफर सलाईन (TBS) मध्ये 5% नॉनफॅट कोरड्या दुधात ब्लॉकिंग केले गेले. मेम्ब्रेनला रात्रभर 4°C तापमानावर ससा अँटी-डेकोरिन प्राथमिक प्रतिपिंड (पातळ 1:200; बोस्टर, वुहान, चीन) (1:200 पातळ केलेले; बायोस, बीजिंग, चीन) सह उष्मायन केले गेले आणि दुसऱ्या दिवशी प्रतिक्रिया दिली; दुय्यम अँटीबॉडीसह (बकरी-रॅबिट इम्युनोग्लोबुलिन जी 1:40,000 डायल्यूशनवर) तिखट मूळ असलेले एक रोपटे पेरोक्सिडेज (बोस्टर, वुहान, चीन) खोलीच्या तपमानावर 1 तासासाठी. एक्स-रे किरणोत्सर्गानंतर केमिल्युमिनेसेंट झिल्लीवर केमिल्युमिनेसेंट वाढल्याने वेस्टर्न ब्लॉट सिग्नल आढळले. डेन्सिटोमेट्रिक विश्लेषणासाठी, बँडस्कॅन सॉफ्टवेअर वापरून ब्लॉट्स स्कॅन केले गेले आणि त्याचे प्रमाण निश्चित केले गेले आणि परिणाम लक्ष्यित जनुक इम्युनोरॅक्टिव्हिटी आणि ट्यूब्युलिन इम्युनोरॅक्टिव्हिटीचे गुणोत्तर म्हणून व्यक्त केले गेले.
SPSS16.0 सॉफ्टवेअर पॅकेज (SPSS, USA) वापरून सांख्यिकीय गणना केली गेली. अभ्यासादरम्यान गोळा केलेला डेटा सरासरी ± मानक विचलन (म्हणजे ± SD) म्हणून व्यक्त केला गेला आणि दोन गटांमधील फरक निर्धारित करण्यासाठी एकमार्गी पुनरावृत्ती उपाय विश्लेषण (ANOVA) वापरून विश्लेषण केले गेले. P <0.05 सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण मानले गेले.
अशाप्रकारे, कशेरुकाच्या शरीरात ऑटोलॉगस एनपीचे रोपण करून आणि मॅक्रोएनाटोमिकल निरीक्षण, एमआरआय विश्लेषण, हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन आणि आण्विक जैविक विश्लेषण करून एमसीचे प्राणी मॉडेल स्थापित करणे हे मानवी एमसीच्या कार्यपद्धतीचे मूल्यांकन आणि समजून घेण्यासाठी आणि नवीन उपचारात्मक विकसित करण्यासाठी एक महत्त्वाचे साधन बनू शकते. हस्तक्षेप
हा लेख कसा उद्धृत करायचा: Han, C. et al. लंबर स्पाइनच्या सबकॉन्ड्रल हाडात ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस रोपण करून मोडिक बदलांचे प्राणी मॉडेल स्थापित केले गेले. विज्ञान प्रतिनिधी 6, 35102: 10.1038/srep35102 (2016).
Weishaupt, D., Zanetti, M., Hodler, J., आणि Boos, N. कमरेसंबंधीचा मणक्याचे चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग: डिस्क हर्नियेशन आणि धारणा, मज्जातंतू रूट कॉम्प्रेशन, एंड प्लेट विकृती, आणि लक्षणे नसलेल्या स्वयंसेवकांमध्ये फेसट जॉइंट ऑस्टियोआर्थरायटिस . दर रेडिओलॉजी 209, 661–666, doi:10.1148/रेडिओलॉजी.209.3.9844656 (1998).
Kjaer, P., Korsholm, L., Bendix, T., Sorensen, JS, आणि Leboeuf-Eed, K. Modic चे बदल आणि त्यांचा नैदानिक ​​निष्कर्षांशी संबंध. युरोपियन स्पाइन जर्नल: युरोपियन स्पाइन सोसायटी, युरोपियन सोसायटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी, आणि युरोपियन सोसायटी फॉर सर्व्हिकल स्पाइन रिसर्च 15, 1312-1319, doi: 10.1007/s00586-006-0185-x (2006) चे अधिकृत प्रकाशन.
Kuisma, M., et al. लंबर वर्टेब्रल एंडप्लेट्समधील बदल: मध्यम-वयीन पुरुष कामगारांमध्ये पाठदुखी आणि कटिप्रदेशाचा प्रसार आणि संबद्धता. स्पाइन 32, 1116–1122, doi:10.1097/01.brs.0000261561.12944.ff (2007).
de Roos, A., Kressel, H., Spritzer, K., आणि Dalinka, M. MRI ऑफ बोन मॅरो मणक्याच्या डिजनरेटिव्ह रोगात एंड प्लेट जवळ बदलते. AJR. अमेरिकन जर्नल ऑफ रेडिओलॉजी 149, 531–534, doi: 10.2214/ajr.149.3.531 (1987).
मोडिक, एमटी, स्टीनबर्ग, पीएम, रॉस, जेएस, मासारिक, टीजे, आणि कार्टर, जेआर डीजनरेटिव्ह डिस्क रोग: एमआरआयसह कशेरुकाच्या मज्जा बदलांचे मूल्यांकन. रेडिओलॉजी 166, 193–199, doi:10.1148/रेडिओलॉजी.166.1.3336678 (1988).
मोडिक, एमटी, मासारिक, टीजे, रॉस, जेएस, आणि कार्टर, जेआर इमेजिंग ऑफ डीजनरेटिव्ह डिस्क रोग. रेडिओलॉजी 168, 177–186, doi: 10.1148/रेडिओलॉजी.168.1.3289089 (1988).
जेन्सन, टीएस, इ. निओव्हरटेब्रल एंडप्लेट (मोडिक) चे भविष्यसूचक सामान्य लोकसंख्येतील बदलांचे संकेत देतात. युरोपियन स्पाइन जर्नल: युरोपियन स्पाइन सोसायटीचे अधिकृत प्रकाशन, युरोपियन सोसायटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी, आणि युरोपियन सोसायटी फॉर सर्व्हिकल स्पाइन रिसर्च, विभाग 19, 129-135, doi: 10.1007/s00586-009-1184-5 (2010).
अल्बर्ट, एचबी आणि मॅनिश, के. मोडिक लंबर डिस्क हर्निएशन नंतर बदलतात. युरोपियन स्पाइन जर्नल: युरोपियन स्पाइन सोसायटीचे अधिकृत प्रकाशन, युरोपियन सोसायटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी आणि युरोपियन सोसायटी फॉर सर्व्हिकल स्पाइन रिसर्च 16, 977-982, doi: 10.1007/s00586-007-0336-8 (2007).
Kerttula, L., Luoma, K., Vehmas, T., Gronblad, M., आणि Kaapa, E. मोडिक प्रकार I चे बदल वेगाने प्रगतीशील विकृत डिस्क झीज होण्याचा अंदाज लावू शकतात: एक 1-वर्षाचा संभाव्य अभ्यास. युरोपियन स्पाइन जर्नल 21, 1135–1142, doi: 10.1007/s00586-012-2147-9 (2012).
हू, झेडजे, झाओ, एफडी, फँग, एक्सक्यू आणि फॅन, एसडब्ल्यू मोडिक बदल: लंबर डिस्क डिजनरेशनची संभाव्य कारणे आणि योगदान. वैद्यकीय गृहीतके 73, 930–932, doi: 10.1016/j.mehy.2009.06.038 (2009).
क्रोक, एचव्ही अंतर्गत डिस्क फुटणे. 50 वर्षांहून अधिक काळ डिस्क प्रोलॅप समस्या. स्पाइन (फिला पा 1976) 11, 650–653 (1986).