硬膜外移植自体髓核大鼠背根神经节的非压迫性损伤

doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.02.024

摘要/Abstract

摘要：

背景：最新的研究表明，髓核所致的炎性反应是导致坐骨神经痛的重要原因之一，在此过程中背根神经节可能起重要作用，但是其病理生理变化目前尚不完全清楚。
目的：探讨在无机械压迫情况下，腰椎间盘髓核突出引起坐骨神经痛的发病机制。
方法：10月龄雄性SD大鼠24只，随机分成实验组和对照组，每组12只。切开大鼠尾椎椎间盘，髓核呈胶冻样，取5个髓核并加入50 µL生理盐水，充分搅拌稀释成混悬液备用。实验组大鼠行硬膜外穿刺，注射混悬液到腰椎硬膜外腔制作动物模型。对照组硬膜外腔注射生理盐水。测定大鼠后肢机械刺激缩爪阈值并对疼痛相关行为和背根神经节组织形态学进行观察。
结果与结论：在无机械压迫情况下，硬膜外移植自体髓核能使大鼠后肢产生明显的痛觉过敏，背根神经节会出现节细胞肿胀、核膜不清晰、核仁变淡或消失、胞浆出现空泡、尼氏小体颜色变浅分布不均匀、内膜间质增宽、充血和水肿等形态学改变。结果表明，移植自体髓核所致的炎性反应是引起大鼠背根神经节损伤和坐骨神经痛的重要原因之一。

关键词: 自体髓核, 硬膜外注射, 背根神经节, 组织学

Abstract:

BACKGROUND: Resent studies demonstrate that sciatica is caused by inflammatory reaction of nucleus pulposus, and dorsal root ganglion (DRG) is in involved in this process; however, its pathophysiological changes remain poorly understood.
OBJECTIVE: To explore pathogenesis of sciatica related to nucleus pulposus protrusion without mechanical compression.

METHODS: Totally 24 male SD rats were randomly divided into the experimental group and control group, with 12 rats in each group. The coccygeal intervertebral discs of rats were opened to obtain 5 coccygeal nucleus pulposus, mixed with 50 μL physiological saline to prepare suspension. Rats in the experimental group were prepared non-compressive models by injecting suspension to the epidural cavum of rats. Meantime, the same volumes of physiological saline were injected into rats in the control group. The rat hind paw mechanical withdrawal thresholds were measured, pain-related behavior and dorsal root ganglion morphology were observed.
RESULTS AND CONCLUSION: In the absence of mechanical pressure, disappearance of the nucleolus, degeneration of the nuclear membrane and significant hyperalgesia derived by auto-transplantation of nucleus pulposus to the epidural cavum of rats were observed. Dorsal root ganglion cells often had hyperemia, edema and intracytoplasmic vacuoles, with large and irregular nuclei. Prominent Nissl bodies were not seen. The Inflammatory reaction derived by autograft nucleus pulposus is an important factor in DRG injury and sciatica.

中图分类号:

R318

陆志东，陈志荣. 硬膜外移植自体髓核大鼠背根神经节的非压迫性损伤[J]. 中国组织工程研究, 2010, 14(2): 294-297.

Lu Zhi-dong, Chen Zhi-rong. Autologous nucleus pulposus induces rat dorsal root ganglion damage without mechanical compression [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2010, 14(2): 294-297.

参考文献

引言

材料方法

讨论

3.1 发病机制 在实验中，作者将大鼠生理盐水和尾椎髓核混悬液注射到腰椎硬膜外腔，大鼠均未出现任何运动障碍，排除了机械压迫因素后，实验组大鼠出现了明显的痛觉过敏反应，其变化是逐渐发生的。背根神经节也显现出明显的形态学改变，术后第3天神经节细胞出现空泡样变性，染色质溶解，以后逐渐加重，1个月以后形态逐渐恢复正常，背根神经节形态学和功能变化的规律是一致的，对照组则无上述变化，因此认为腰部背根神经节损伤和坐骨神经痛之间有必然的联系。
腰椎间盘组织是人体最大的无血供组织，髓核被纤维环包裹与血液循环相隔离，是隐蔽的自身抗原。当外伤或退变导致椎间盘抗原成分与血液循环相接触后，能产生免疫反应^[2] ，引起多种炎性递质的释放。动物实验证实突出髓核的周围出现明显的免疫反应，有大量的T细胞和B细胞聚集^[3] ，在没有机械压迫的腰椎间盘髓核突出的大鼠会出现明显的步态异常^[4] ，将髓核放置在大鼠神经根周围可以出现神经根损伤^[5] 。
背根神经节是机体内外环境与脊髓中枢联结的纽带，多种神经肽在此制造和输送，调节和传递机体各种感觉信息和伤害性感觉刺激。背根神经节外膜分布有大量伤害性感受器，节细胞对各种刺激高度敏感。许多炎症递质可以增加其敏感性^[6] ，使痛阈降低造成痛觉过敏。Kato等^[7]报道5-羟色胺可以使大鼠出现明显的痛觉过敏，Wehling等^[8]采用白细胞介素1受体拮抗剂能显著减轻脊神经根的过敏性炎性损伤，Inoue等^[9]发现白细胞介素1β能使背根神经节释放P物质。前列腺素E2能促进培养的背根神经节神经元释放P物质^[10] ，P物质作用于背根神经节细胞可降低其细胞膜电位^[11] 。大量的研究表明，在炎症递质中肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)发挥了重要的作用，当腰椎间盘髓核突出时，大鼠背根神经节中 TNF含量明显增高^[12] ，动物实验证实，TNF可以使小鼠出现严重的坐骨神经痛^[13] 、大鼠的下肢出现明显的痛觉过敏、背根神经节出现明显的形态学变化^[14] ，使用依那西普(TNF-α拮抗剂)可以有效缓解髓核突出导致大鼠坐骨神经痛^[15] 。其可能的机制在于TNF使背根神经节发生细胞凋亡^[16] ，也能激活明胶酶，通过降解基底膜而发挥损伤神经的作用^[17] 。因此背根神经节的损伤可导致与坐骨神经痛相关的神经病理生理反应，但是确切的机制目前尚不完全清楚。
3.2 治疗 大多数腰椎间盘突出症的患者经非手术治疗得到了缓解或治愈，用MRI连续观察椎间盘，突出的髓核有缩小的现象^[18] 。推测由于突出髓核的重吸收和纤维化，髓核中的软骨细胞逐渐被破坏，炎症反应消退，神经功能恢复，疼痛消失。实验观察到硬膜外髓核导致的背根神经节形态学变化40 d后基本恢复，因此作者认为非手术治疗的时间应以40 d为界限，腰椎间盘突出症的患者经非手术治疗40 d仍不缓解，说明机械压迫为主要的致损伤因素，应选择手术治疗。腰椎间盘髓核突出引起坐骨神经痛的因素是多方面的，机械压迫并非是唯一原因，髓核本身所致的免疫反应和释放的炎性递质也是引起疼痛的重要原因，部分手术治疗和髓核溶解失败的患者，可能是由于残留的髓核细胞继续产生炎性因子导致疼痛所致。

[1]	王丰, 周立宇, 赛吉拉夫, 齐士斌, 马艳霞, 韦善文. CaMKⅡ-Smad1促进外周神经的轴突再生[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1064-1068.
[2]	徐金辉, 秦绪祯, 张鸿程, 马艳霞, 齐士斌, 赛吉拉夫. 无血清培养基和有血清培养基对背根神经节生长的差异[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(13): 2043-2048.
[3]	刘露, 张霓霓, 代敏, 黄桂林. 干细胞与生物材料修复放射性涎腺组织损伤的病理改变及功能重建[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(13): 2103-2107.
[4]	黎琴文, 梁杰, 王冬梅, 尚峥辉. 坐骨神经慢性卡压损伤模型大鼠背根神经节纤维化改变[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(29): 4686-4691.
[5]	齐士斌, 马艳霞, 张浩楠, 马进进, 徐金辉, 赛吉拉夫. 背根神经节电穿孔转染神经元技术的改进[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(19): 3042-3047.
[6]	张晓卓，吕婷婷，王照钦，翁志军，崔云华，张方，赵敏，刘慧荣，吴焕淦. 背根神经节中卫星胶质细胞在疼痛疾病中的调节作用[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(33): 5396-5403.
[7]	李冬梅，刘新晖，李庆星. 纳米羟基磷灰石/胶原复合材料修复猪下颌骨缺损后血管内皮生长因子的变化[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(26): 4148-4153.
[8]	潘源城，张信照，陈顺有. 三种染色方法观察骨骺损伤后骨桥形成过程的组织形态学特征[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(23): 3649-3653.
[9]	王先斌，李力燕. 在神经病理性疼痛中卫星胶质细胞与神经元间的相互作用[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(11): 1788-1793.
[10]	黄长瑾，宋维铭. 皮肤软组织扩张术：历史、发展、技术变革及临床应用创新[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(8): 1267-1274.
[11]	王海洋，林焱斌，余光书. 生物力学因素诱导股骨颈骨折后股骨头坏死：单侧股骨颈骨折内固定犬模型验证[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(27): 4364-4368.
[12]	张耀，赵德伟，王子华，尉晓蔚，田丰德，杨帆. 甲强龙联合脂多糖诱导成年犬股骨头动-静脉系统的组织病理学特点[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(20): 3195-3200.
[13]	曹良权，杜斌，孙光权，刘锌，陈国庆，顾磊，刘兵. 不同剂量糖皮质激素联合马血清构建激素诱导型股骨头缺血性坏死兔模型[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(8): 1229-1235.
[14]	王贤帝，陈果，李柱海，蒋虎山，聂鸿飞，谢天航，黄宏杰，裴福兴，宋跃明，曾建成. 硫酸钙骨水泥与聚氨基酸/硫酸钙复合骨水泥修复山羊椎体骨缺损的对照[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(6): 829-835.
[15]	郝德峰，张鲁青，刘玉栋. 低强度脉冲超声联合关节腔内注射玻璃酸钠修复关节软骨缺损[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(30): 4775-4780.