【摘 要】
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目的:联合磁共振成像及病理学监测机械应力引起小鼠腰椎间盘退变过程中氧化应激改变,探讨应用影像学评价应力-氧化应激水平与椎间盘退变等级的指标。方法:将72只ICR雄性老鼠(厦门大学动物中心,3月龄,25-30 g)随机分为2组:退变模型组(IDD组,n=60)和正常对照组(n=12),其中IDD组分为1天(A组)、3天(B组)、5天(C组)、7天(D组)、9天(E组)5个亚组,每个亚组12只。利用物
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目的:联合磁共振成像及病理学监测机械应力引起小鼠腰椎间盘退变过程中氧化应激改变,探讨应用影像学评价应力-氧化应激水平与椎间盘退变等级的指标。方法:将72只ICR雄性老鼠(厦门大学动物中心,3月龄,25-30 g)随机分为2组:退变模型组(IDD组,n=60)和正常对照组(n=12),其中IDD组分为1天(A组)、3天(B组)、5天(C组)、7天(D组)、9天(E组)5个亚组,每个亚组12只。利用物理负重进行建模(每天8小时),并在相应时间点,先对小鼠腰椎行常规MRI监测,之后行组织病理和免疫组化来评估椎间盘退变程度、ROS水平及SOD含量。结果:磁共振T2影像显示:对照组、A组和B组,小鼠椎间盘都呈高信号,终板呈均匀低信号,结构完整,与椎间盘边界清楚;C组,3只小鼠的椎间盘信号开始出现轻度减低,5只小鼠椎体终板表面不平整、毛糙,边缘开始出现点状高信号;D组,所有小鼠椎间盘信号轻-中度减低,10只小鼠腰椎终板表面不平整,并出现破裂,其点状高信号融合成片;E组,6只小鼠椎间盘呈低信号,椎间盘高度减低,所有小鼠终板呈低信号,终板骨折、塌陷。组织病理切片显示:对照组和A组终板平坦,边界清晰,小鼠终板软骨细胞分布排列整齐、均匀,结构和形状光整,间质结构显示清楚;B组,部分终板细胞开始出现水肿,间质模糊,但其他结构还是完整的;C组,终板细胞开始出现溶解;D组,终板细胞分布开始变得稀疏,与椎间盘的边界模糊,间质结构不清;E组,终板细胞稀疏、凋亡,并出现终板塌陷。小鼠椎间盘免疫组化显示:在应力负荷实验早期(1-3天),椎间盘中SOD的含量中急剧上升(A组和B组),而ROS的水平变化趋势刚好相反,在A组和B组都处于较低水平。之后,随着机械负荷的增加,SOD含量逐渐降低,ROS水平持续上升,除对照组与A组间及C组与D组均数差异无统计学意义外(p>0.05),其余各组间均数差异均有统计学意义(所有p<0.05)。经过Pearson相关性分析得出:应力等级与ROS水平及MRI T2信号等级高度正相关(rROS vs 应力等级=0.94,rT2 信号 vs 应力等级=0.94,p<0.05);应力等级与 SOD 含量呈实正相关(r=0.37,p>0.05);ROS水平与MRI T2信号等级高度正相关(r=0.92,p<0.05)。结论:核磁成像T2信号与结构改变与时间应力强度及椎间盘ROS水平高度正相关(rROS vs 应力等级=0.94,rT2 信号 vs 应力等级=0.94,p<0.05),以上结果表明临床可以应用核磁成像评价椎间盘应力-氧化应激水平与退变等级。
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