मोडिक परिवर्तनों का एक पशु मॉडल बनाने के लिए ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस को काठ की सबचॉन्ड्रल हड्डी में प्रत्यारोपित किया गया

Nature.com पर आने के लिए धन्यवाद। आप जिस ब्राउज़र संस्करण का उपयोग कर रहे हैं उसमें सीमित सीएसएस समर्थन है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए, हम एक नए ब्राउज़र का उपयोग करने (या इंटरनेट एक्सप्लोरर में संगतता मोड को अक्षम करने) की सलाह देते हैं। इस बीच, निरंतर समर्थन सुनिश्चित करने के लिए, हम साइट को शैलियों और जावास्क्रिप्ट के बिना प्रदर्शित करेंगे।
आधुनिक परिवर्तन (एमसी) के पशु मॉडल की स्थापना एमसी के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण आधार है। न्यूजीलैंड के चौवन सफेद खरगोशों को शम-ऑपरेशन समूह, मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह (एमई समूह) और न्यूक्लियस पल्पोसस इम्प्लांटेशन समूह (एनपीई समूह) में विभाजित किया गया था। एनपीई समूह में, इंटरवर्टेब्रल डिस्क को एंटेरोलेटरल लम्बर सर्जिकल दृष्टिकोण द्वारा उजागर किया गया था और अंत प्लेट के पास एल 5 कशेरुक शरीर को पंचर करने के लिए एक सुई का उपयोग किया गया था। एनपी को एक सिरिंज द्वारा एल1/2 इंटरवर्टेब्रल डिस्क से निकाला गया और उसमें इंजेक्ट किया गया। सबचॉन्ड्रल हड्डी में छेद करना। मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह और शम-ऑपरेशन समूह में सर्जिकल प्रक्रियाएं और ड्रिलिंग विधियां एनपी प्रत्यारोपण समूह के समान ही थीं। एमई समूह में, मांसपेशियों का एक टुकड़ा छेद में रखा गया था, जबकि नकली-ऑपरेशन समूह में, छेद में कुछ भी नहीं डाला गया था। ऑपरेशन के बाद, एमआरआई स्कैनिंग और आणविक जैविक परीक्षण किया गया। एनपीई समूह में सिग्नल बदल गया, लेकिन शम-ऑपरेशन समूह और एमई समूह में कोई स्पष्ट सिग्नल परिवर्तन नहीं हुआ। हिस्टोलॉजिकल अवलोकन से पता चला कि आरोपण स्थल पर असामान्य ऊतक प्रसार देखा गया था, और एनपीई समूह में आईएल -4, आईएल -17 और आईएफएन-γ की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई थी। सबचॉन्ड्रल हड्डी में एनपी का प्रत्यारोपण एमसी का एक पशु मॉडल बना सकता है।
मॉडिक परिवर्तन (एमसी) चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) पर दिखाई देने वाली कशेरुक अंतप्लेटों और आसन्न अस्थि मज्जा के घाव हैं। वे संबंधित लक्षणों वाले व्यक्तियों में काफी आम हैं1। कई अध्ययनों ने पीठ के निचले हिस्से में दर्द (एलबीपी)2,3 से जुड़े होने के कारण एमसी के महत्व पर जोर दिया है। डी रोस एट अल.4 और मोडिक एट अल.5 ने स्वतंत्र रूप से सबसे पहले कशेरुक अस्थि मज्जा में तीन अलग-अलग प्रकार के सबचॉन्ड्रल सिग्नल असामान्यताओं का वर्णन किया। मॉडिक प्रकार I परिवर्तन T1-भारित (T1W) अनुक्रमों पर हाइपोइंटेंस और T2-भारित (T2W) अनुक्रमों पर हाइपरइंटेंस हैं। यह घाव अस्थि मज्जा में विदर एंडप्लेट्स और आसन्न संवहनी दानेदार ऊतक को प्रकट करता है। मॉडिक प्रकार II परिवर्तन T1W और T2W दोनों अनुक्रमों पर उच्च संकेत दिखाते हैं। इस प्रकार के घाव में, एंडप्लेट विनाश पाया जा सकता है, साथ ही आसन्न अस्थि मज्जा का हिस्टोलॉजिकल फैटी प्रतिस्थापन भी पाया जा सकता है। मॉडिक प्रकार III परिवर्तन T1W और T2W अनुक्रमों में कम सिग्नल दिखाते हैं। एंडप्लेट्स के अनुरूप स्क्लेरोटिक घाव देखे गए हैं6। एमसी को रीढ़ की एक पैथोलॉजिकल बीमारी माना जाता है और यह रीढ़ की कई अपक्षयी बीमारियों से निकटता से जुड़ा हुआ है7,8,9।
उपलब्ध आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए, कई अध्ययनों ने एमसी के एटियलजि और रोगविज्ञान तंत्र में विस्तृत जानकारी प्रदान की है। अल्बर्ट एट अल. सुझाव दिया गया कि एमसी डिस्क हर्नियेशन8 के कारण हो सकता है। हू एट अल. गंभीर डिस्क विकृति के लिए एमसी को जिम्मेदार ठहराया10। क्रोक ने "आंतरिक डिस्क टूटना" की अवधारणा का प्रस्ताव रखा, जिसमें कहा गया है कि बार-बार डिस्क आघात से एंडप्लेट में माइक्रोटियर्स हो सकते हैं। फांक बनने के बाद, न्यूक्लियस पल्पोसस (एनपी) द्वारा एंडप्लेट का विनाश एक ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकता है, जो आगे चलकर एमसी11 के विकास की ओर ले जाता है। मा एट अल. एक समान दृष्टिकोण साझा किया और बताया कि एनपी-प्रेरित ऑटोइम्यूनिटी एमसी12 के रोगजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
प्रतिरक्षा प्रणाली कोशिकाएं, विशेष रूप से सीडी4+ टी सहायक लिम्फोसाइट्स, ऑटोइम्यूनिटी13 के रोगजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। हाल ही में खोजा गया Th17 सबसेट प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन IL-17 का उत्पादन करता है, केमोकाइन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है, और IFN-γ14 का उत्पादन करने के लिए क्षतिग्रस्त अंगों में टी कोशिकाओं को उत्तेजित करता है। Th2 कोशिकाएं प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के रोगजनन में भी एक अद्वितीय भूमिका निभाती हैं। प्रतिनिधि Th2 कोशिका के रूप में IL-4 की अभिव्यक्ति से गंभीर इम्यूनोपैथोलॉजिकल परिणाम हो सकते हैं।
हालाँकि MC16,17,18,19,20,21,22,23,24 पर कई नैदानिक ​​​​अध्ययन आयोजित किए गए हैं, फिर भी उपयुक्त पशु प्रयोगात्मक मॉडल की कमी है जो MC प्रक्रिया की नकल कर सकते हैं जो अक्सर मनुष्यों में होती है और हो सकती है एटियलजि या लक्षित चिकित्सा जैसे नए उपचारों की जांच के लिए उपयोग किया जाता है। आज तक, अंतर्निहित रोग तंत्र का अध्ययन करने के लिए एमसी के केवल कुछ पशु मॉडल रिपोर्ट किए गए हैं।
अल्बर्ट और मा द्वारा प्रस्तावित ऑटोइम्यून सिद्धांत के आधार पर, इस अध्ययन ने ड्रिल किए गए कशेरुक अंत प्लेट के पास एनपी को ऑटोट्रांसप्लांट करके एक सरल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य खरगोश एमसी मॉडल स्थापित किया। अन्य उद्देश्य पशु मॉडल की हिस्टोलॉजिकल विशेषताओं का निरीक्षण करना और एमसी के विकास में एनपी के विशिष्ट तंत्र का मूल्यांकन करना है। इस उद्देश्य से, हम एमसी की प्रगति का अध्ययन करने के लिए आणविक जीव विज्ञान, एमआरआई और हिस्टोलॉजिकल अध्ययन जैसी तकनीकों का उपयोग करते हैं।
सर्जरी के दौरान रक्तस्राव से दो खरगोशों की मृत्यु हो गई, और एमआरआई के दौरान एनेस्थीसिया के दौरान चार खरगोशों की मृत्यु हो गई। शेष 48 खरगोश जीवित रहे और सर्जरी के बाद उनमें कोई व्यवहार संबंधी या तंत्रिका संबंधी लक्षण नहीं दिखे।
एमआरआई से पता चलता है कि विभिन्न छिद्रों में एम्बेडेड ऊतक की सिग्नल तीव्रता अलग-अलग है। एनपीई समूह में एल5 कशेरुक शरीर की सिग्नल तीव्रता सम्मिलन के बाद 12, 16 और 20 सप्ताह में धीरे-धीरे बदल गई (टी1डब्ल्यू अनुक्रम ने कम सिग्नल दिखाया, और टी2डब्ल्यू अनुक्रम ने मिश्रित सिग्नल और कम सिग्नल दिखाया) (छवि 1 सी), जबकि एमआरआई उपस्थिति इसी अवधि के दौरान एम्बेडेड भागों के अन्य दो समूह अपेक्षाकृत स्थिर रहे (चित्र 1ए, बी)।
(ए) 3 समय बिंदुओं पर खरगोश की काठ की रीढ़ की प्रतिनिधि अनुक्रमिक एमआरआई। दिखावा-संचालन समूह की छवियों में कोई सिग्नल असामान्यताएं नहीं पाई गईं। (बी) एमई समूह में कशेरुक शरीर की सिग्नल विशेषताएं शम-ऑपरेशन समूह के समान हैं, और समय के साथ एम्बेडिंग साइट पर कोई महत्वपूर्ण सिग्नल परिवर्तन नहीं देखा जाता है। (सी) एनपीई समूह में, कम सिग्नल T1W अनुक्रम में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, और मिश्रित सिग्नल और कम सिग्नल T2W अनुक्रम में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। 12-सप्ताह की अवधि से 20-सप्ताह की अवधि तक, T2W अनुक्रम में निम्न संकेतों के आसपास छिटपुट उच्च संकेत कम हो जाते हैं।
एनपीई समूह में कशेरुक शरीर के आरोपण स्थल पर स्पष्ट हड्डी हाइपरप्लासिया देखा जा सकता है, और एनपीई समूह की तुलना में हड्डी हाइपरप्लासिया 12 से 20 सप्ताह (छवि 2 सी) में तेजी से होता है, मॉडल किए गए कशेरुक में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं देखा जाता है शव; शाम समूह और एमई समूह (चित्र 2सी) 2ए,बी)।
(ए) प्रत्यारोपित हिस्से में कशेरुक शरीर की सतह बहुत चिकनी होती है, छेद अच्छी तरह से ठीक हो जाता है, और कशेरुक शरीर में कोई हाइपरप्लासिया नहीं होता है। (बी) एमई समूह में प्रत्यारोपित साइट का आकार नकली ऑपरेशन समूह के समान है, और समय के साथ प्रत्यारोपित साइट की उपस्थिति में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं होता है। (सी) एनपीई समूह में प्रत्यारोपित स्थल पर अस्थि हाइपरप्लासिया हुआ। हड्डी का हाइपरप्लासिया तेजी से बढ़ा और यहां तक ​​कि इंटरवर्टेब्रल डिस्क के माध्यम से कॉन्ट्रैटरल वर्टेब्रल बॉडी तक फैल गया।
हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण हड्डी के निर्माण के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी प्रदान करता है। चित्र 3 एच एंड ई से सने हुए पश्चात के अनुभागों की तस्वीरें दिखाता है। दिखावटी ऑपरेशन समूह में, चोंड्रोसाइट्स अच्छी तरह से व्यवस्थित थे और कोई कोशिका प्रसार नहीं पाया गया (चित्र 3ए)। एमई समूह की स्थिति दिखावटी ऑपरेशन समूह (चित्र 3बी) के समान थी। हालाँकि, एनपीई समूह में, आरोपण स्थल पर बड़ी संख्या में चोंड्रोसाइट्स और एनपी जैसी कोशिकाओं का प्रसार देखा गया (चित्र 3सी);
(ए) ट्रैबेकुले को अंतिम प्लेट के पास देखा जा सकता है, चोंड्रोसाइट्स समान कोशिका आकार और आकृति के साथ बड़े करीने से व्यवस्थित होते हैं और कोई प्रसार नहीं होता है (40 बार)। (बी) एमई समूह में प्रत्यारोपण स्थल की स्थिति शम समूह के समान है। ट्रैबेकुले और चोंड्रोसाइट्स देखे जा सकते हैं, लेकिन आरोपण स्थल (40 बार) पर कोई स्पष्ट प्रसार नहीं होता है। (बी) यह देखा जा सकता है कि चोंड्रोसाइट्स और एनपी जैसी कोशिकाएं महत्वपूर्ण रूप से बढ़ती हैं, और चोंड्रोसाइट्स का आकार और आकार असमान (40 गुना) होता है।
इंटरल्यूकिन 4 (IL-4) mRNA, इंटरल्यूकिन 17 (IL-17) mRNA, और इंटरफेरॉन γ (IFN-γ) mRNA की अभिव्यक्ति NPE और ME दोनों समूहों में देखी गई। जब लक्ष्य जीन की अभिव्यक्ति के स्तर की तुलना की गई, तो एमई समूह और शम ऑपरेशन समूह की तुलना में एनपीई समूह में आईएल -4, आईएल -17 और आईएफएन-γ की जीन अभिव्यक्ति में काफी वृद्धि हुई थी (चित्र 4) (पी <0.05)। दिखावटी ऑपरेशन समूह की तुलना में, ME समूह में IL-4, IL-17, और IFN-γ के अभिव्यक्ति स्तर में केवल थोड़ी वृद्धि हुई और सांख्यिकीय परिवर्तन (P > 0.05) तक नहीं पहुंचे।
एनपीई समूह में आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ की एमआरएनए अभिव्यक्ति ने शम ऑपरेशन समूह और एमई समूह (पी <0.05) की तुलना में काफी अधिक प्रवृत्ति दिखाई।
इसके विपरीत, एमई समूह में अभिव्यक्ति के स्तर में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखा (पी>0.05)।
परिवर्तित एमआरएनए अभिव्यक्ति पैटर्न की पुष्टि करने के लिए आईएल-4 और आईएल-17 के खिलाफ व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एंटीबॉडी का उपयोग करके पश्चिमी धब्बा विश्लेषण किया गया था। जैसा कि चित्र 5ए,बी में दिखाया गया है, एमई समूह और शम ऑपरेशन समूह की तुलना में, एनपीई समूह में आईएल-4 और आईएल-17 के प्रोटीन स्तर में काफी वृद्धि हुई थी (पी <0.05)। दिखावटी ऑपरेशन समूह की तुलना में, एमई समूह में आईएल-4 और आईएल-17 का प्रोटीन स्तर भी सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन (पी> 0.05) तक पहुंचने में विफल रहा।
(ए) एनपीई समूह में आईएल-4 और आईएल-17 का प्रोटीन स्तर एमई समूह और प्लेसिबो समूह (पी <0.05) की तुलना में काफी अधिक था। (बी) पश्चिमी धब्बा हिस्टोग्राम।
सर्जरी के दौरान प्राप्त मानव नमूनों की सीमित संख्या के कारण, एमसी के रोगजनन पर स्पष्ट और विस्तृत अध्ययन कुछ हद तक मुश्किल है। हमने इसके संभावित रोग तंत्र का अध्ययन करने के लिए एमसी का एक पशु मॉडल स्थापित करने का प्रयास किया। उसी समय, एनपी ऑटोग्राफ़्ट द्वारा प्रेरित एमसी के पाठ्यक्रम का पालन करने के लिए रेडियोलॉजिकल मूल्यांकन, हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन और आणविक जैविक मूल्यांकन का उपयोग किया गया था। परिणामस्वरूप, एनपी इम्प्लांटेशन मॉडल के परिणामस्वरूप सिग्नल की तीव्रता में 12-सप्ताह से 20-सप्ताह के समय बिंदुओं (T1W अनुक्रमों में मिश्रित कम सिग्नल और T2W अनुक्रमों में कम सिग्नल) में क्रमिक परिवर्तन हुआ, जो ऊतक परिवर्तन और हिस्टोलॉजिकल और आणविक का संकेत देता है। जैविक मूल्यांकन ने रेडियोलॉजिकल अध्ययन के परिणामों की पुष्टि की।
इस प्रयोग के नतीजे बताते हैं कि एनपीई समूह में कशेरुक शरीर के उल्लंघन के स्थल पर दृश्य और हिस्टोलॉजिकल परिवर्तन हुए। उसी समय, IL-4, IL-17 और IFN-γ जीन, साथ ही IL-4, IL-17 और IFN-γ की अभिव्यक्ति देखी गई, जो दर्शाता है कि कशेरुक में ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस ऊतक का उल्लंघन शरीर संकेत और रूपात्मक परिवर्तनों की एक श्रृंखला का कारण बन सकता है। यह पता लगाना आसान है कि पशु मॉडल के कशेरुक निकायों की सिग्नल विशेषताएँ (T1W अनुक्रम में कम सिग्नल, मिश्रित सिग्नल और T2W अनुक्रम में कम सिग्नल) मानव कशेरुक कोशिकाओं के समान हैं, और एमआरआई विशेषताएँ भी ऊतक विज्ञान और स्थूल शरीर रचना के अवलोकनों की पुष्टि करें, अर्थात कशेरुक शरीर की कोशिकाओं में परिवर्तन प्रगतिशील हैं। यद्यपि तीव्र आघात के कारण होने वाली सूजन प्रतिक्रिया पंचर के तुरंत बाद दिखाई दे सकती है, एमआरआई परिणामों से पता चला है कि उत्तरोत्तर बढ़ते सिग्नल परिवर्तन पंचर के 12 सप्ताह बाद दिखाई देते हैं और एमआरआई परिवर्तनों के ठीक होने या उलटने के किसी भी संकेत के बिना 20 सप्ताह तक बने रहते हैं। ये परिणाम बताते हैं कि ऑटोलॉगस वर्टेब्रल एनपी खरगोशों में प्रगतिशील एमवी स्थापित करने के लिए एक विश्वसनीय तरीका है।
इस पंचर मॉडल के लिए पर्याप्त कौशल, समय और सर्जिकल प्रयास की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक प्रयोगों में, पैरावेर्टेब्रल लिगामेंटस संरचनाओं के विच्छेदन या अत्यधिक उत्तेजना के परिणामस्वरूप वर्टेब्रल ऑस्टियोफाइट्स का निर्माण हो सकता है। इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि निकटवर्ती डिस्क को क्षति या जलन न हो। चूंकि सुसंगत और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रवेश की गहराई को नियंत्रित किया जाना चाहिए, इसलिए हमने 3 मिमी लंबी सुई के म्यान को काटकर मैन्युअल रूप से एक प्लग बनाया। इस प्लग का उपयोग कशेरुक शरीर में एक समान ड्रिलिंग गहराई सुनिश्चित करता है। प्रारंभिक प्रयोगों में, ऑपरेशन में शामिल तीन आर्थोपेडिक सर्जनों ने पाया कि 18-गेज सुइयों या अन्य तरीकों की तुलना में 16-गेज सुइयों के साथ काम करना आसान है। ड्रिलिंग के दौरान अत्यधिक रक्तस्राव से बचने के लिए, सुई को थोड़ी देर तक स्थिर रखने से अधिक उपयुक्त सम्मिलन छेद मिलेगा, जिससे पता चलता है कि एमसी की एक निश्चित डिग्री को इस तरह से नियंत्रित किया जा सकता है।
हालाँकि कई अध्ययनों ने एमसी को लक्षित किया है, लेकिन एमसी25,26,27 के एटियलजि और रोगजनन के बारे में बहुत कम जानकारी है। हमारे पिछले अध्ययनों के आधार पर, हमने पाया कि ऑटोइम्यूनिटी एमसी12 की घटना और विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इस अध्ययन ने IL-4, IL-17 और IFN-γ की मात्रात्मक अभिव्यक्ति की जांच की, जो एंटीजन उत्तेजना के बाद CD4+ कोशिकाओं के मुख्य विभेदन मार्ग हैं। हमारे अध्ययन में, नकारात्मक समूह की तुलना में, एनपीई समूह में IL-4, IL-17 और IFN-γ की उच्च अभिव्यक्ति थी, और IL-4 और IL-17 का प्रोटीन स्तर भी अधिक था।
चिकित्सकीय रूप से, डिस्क हर्नियेशन28 वाले रोगियों की एनपी कोशिकाओं में आईएल-17 एमआरएनए अभिव्यक्ति बढ़ जाती है। स्वस्थ नियंत्रण29 की तुलना में तीव्र गैर-संपीड़ित डिस्क हर्नियेशन मॉडल में बढ़े हुए IL-4 और IFN-γ अभिव्यक्ति स्तर भी पाए गए। IL-17 ऑटोइम्यून बीमारियों30 में सूजन, ऊतक की चोट में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और IFN-γ31 के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाता है। एमआरएल/एलपीआर चूहों32 और ऑटोइम्यूनिटी-अतिसंवेदनशील चूहों33 में बढ़ी हुई आईएल-17-मध्यस्थता ऊतक क्षति की सूचना मिली है। IL-4 प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (जैसे IL-1β और TNFα) और मैक्रोफेज सक्रियण34 की अभिव्यक्ति को रोक सकता है। यह बताया गया कि एक ही समय बिंदु पर आईएल-17 और आईएफएन-γ की तुलना में एनपीई समूह में आईएल-4 की एमआरएनए अभिव्यक्ति भिन्न थी; एनपीई समूह में आईएफएन-γ की एमआरएनए अभिव्यक्ति अन्य समूहों की तुलना में काफी अधिक थी। इसलिए, IFN-γ उत्पादन एनपी इंटरकलेशन द्वारा प्रेरित सूजन प्रतिक्रिया का मध्यस्थ हो सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि IFN-γ कई प्रकार की कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है, जिसमें सक्रिय प्रकार 1 सहायक टी कोशिकाएं, प्राकृतिक हत्यारा कोशिकाएं और मैक्रोफेज शामिल हैं, और यह एक प्रमुख प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन है जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है।
इस अध्ययन से पता चलता है कि एमसी की घटना और विकास में ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया शामिल हो सकती है। लुओमा एट अल. पाया गया कि एमसी और प्रमुख एनपी की सिग्नल विशेषताएँ एमआरआई पर समान हैं, और दोनों टी2डब्ल्यू अनुक्रम38 में उच्च सिग्नल दिखाते हैं। कुछ साइटोकिन्स को एमसी की घटना के साथ निकटता से जुड़े होने की पुष्टि की गई है, जैसे कि आईएल-139। मा एट अल. सुझाव दिया गया कि एनपी का ऊपर या नीचे की ओर बढ़ना एमसी12 की घटना और विकास पर काफी प्रभाव डाल सकता है। बोबेको40 और हर्ज़बीन एट अल.41 ने बताया कि एनपी एक इम्युनोटोलरेंट ऊतक है जो जन्म से संवहनी परिसंचरण में प्रवेश नहीं कर सकता है। एनपी प्रोट्रूशियंस विदेशी निकायों को रक्त की आपूर्ति में पेश करते हैं, जिससे स्थानीय ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाओं में मध्यस्थता होती है। ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाएं बड़ी संख्या में प्रतिरक्षा कारकों को प्रेरित कर सकती हैं, और जब ये कारक लगातार ऊतकों के संपर्क में आते हैं, तो वे सिग्नलिंग43 में परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। इस अध्ययन में, IL-4, IL-17 और IFN-γ की अधिक अभिव्यक्ति विशिष्ट प्रतिरक्षा कारक हैं, जो NP और MCs44 के बीच घनिष्ठ संबंध को साबित करते हैं। यह पशु मॉडल एनपी सफलता और अंत प्लेट में प्रवेश की अच्छी तरह से नकल करता है। इस प्रक्रिया से एमसी पर ऑटोइम्यूनिटी के प्रभाव का और भी पता चला।
जैसा कि अपेक्षित था, यह पशु मॉडल हमें एमसी का अध्ययन करने के लिए एक संभावित मंच प्रदान करता है। हालाँकि, इस मॉडल की अभी भी कुछ सीमाएँ हैं: सबसे पहले, पशु अवलोकन चरण के दौरान, कुछ मध्यवर्ती चरण के खरगोशों को हिस्टोलॉजिकल और आणविक जीवविज्ञान परीक्षण के लिए इच्छामृत्यु की आवश्यकता होती है, इसलिए कुछ जानवर समय के साथ "उपयोग से बाहर हो जाते हैं"। दूसरे, हालांकि इस अध्ययन में तीन समय बिंदु निर्धारित किए गए हैं, दुर्भाग्य से, हमने केवल एक प्रकार के एमसी (मोडिक प्रकार I परिवर्तन) का मॉडल तैयार किया है, इसलिए यह मानव रोग विकास प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करने के लिए पर्याप्त नहीं है, और अधिक समय बिंदुओं को निर्धारित करने की आवश्यकता है सभी सिग्नल परिवर्तनों का बेहतर निरीक्षण करें। तीसरा, ऊतक संरचना में परिवर्तन वास्तव में हिस्टोलॉजिकल स्टेनिंग द्वारा स्पष्ट रूप से दिखाया जा सकता है, लेकिन कुछ विशेष तकनीकें इस मॉडल में सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों को बेहतर ढंग से प्रकट कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, ध्रुवीकृत प्रकाश माइक्रोस्कोपी का उपयोग खरगोश इंटरवर्टेब्रल डिस्क45 में फ़ाइब्रोकार्टिलेज के गठन का विश्लेषण करने के लिए किया गया था। एमसी और एंडप्लेट पर एनपी के दीर्घकालिक प्रभावों के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है।
चौवन नर न्यूजीलैंड सफेद खरगोश (वजन लगभग 2.5-3 किलोग्राम, उम्र 3-3.5 महीने) को बेतरतीब ढंग से नकली ऑपरेशन समूह, मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह (एमई समूह) और तंत्रिका जड़ प्रत्यारोपण समूह (एनपीई समूह) में विभाजित किया गया था। सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं को तियानजिन अस्पताल की आचार समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था, और प्रायोगिक तरीकों को अनुमोदित दिशानिर्देशों के अनुसार सख्ती से किया गया था।
एस सोबजिमा 46 की सर्जिकल तकनीक में कुछ सुधार किए गए हैं। प्रत्येक खरगोश को पार्श्व लेटने की स्थिति में रखा गया था और पोस्टेरोलेटरल रेट्रोपेरिटोनियल दृष्टिकोण का उपयोग करके पांच लगातार काठ इंटरवर्टेब्रल डिस्क (आईवीडी) की पूर्वकाल सतह को उजागर किया गया था। प्रत्येक खरगोश को सामान्य एनेस्थीसिया (20% यूरेथेन, कान की नस के माध्यम से 5 मिली/किग्रा) दिया गया। पसलियों के निचले किनारे से पेल्विक ब्रिम तक, पैरावेर्टेब्रल मांसपेशियों के वेंट्रल से 2 सेमी की दूरी पर एक अनुदैर्ध्य त्वचा चीरा लगाया गया था। L1 से L6 तक दाहिनी अग्रपार्श्व रीढ़ की हड्डी ऊपरी चमड़े के नीचे के ऊतक, रेट्रोपेरिटोनियल ऊतक और मांसपेशियों के तेज और कुंद विच्छेदन द्वारा उजागर की गई थी (चित्र 6A)। L5-L6 डिस्क स्तर के लिए संरचनात्मक मील के पत्थर के रूप में पेल्विक ब्रिम का उपयोग करके डिस्क स्तर निर्धारित किया गया था। L5 कशेरुका की अंतिम प्लेट के पास 3 मिमी की गहराई तक एक छेद ड्रिल करने के लिए 16-गेज पंचर सुई का उपयोग करें (चित्र 6बी)। L1-L2 इंटरवर्टेब्रल डिस्क में ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस को एस्पिरेट करने के लिए 5-मिली सिरिंज का उपयोग करें (चित्र 6C)। प्रत्येक समूह की आवश्यकताओं के अनुसार न्यूक्लियस पल्पोसस या मांसपेशी को हटा दें। ड्रिल छेद को गहरा करने के बाद, गहरी प्रावरणी, सतही प्रावरणी और त्वचा पर सोखने योग्य टांके लगाए जाते हैं, इस बात का ध्यान रखते हुए कि सर्जरी के दौरान कशेरुक शरीर के पेरीओस्टियल ऊतक को नुकसान न पहुंचे।
(ए) एल5-एल6 डिस्क को पोस्टेरोलेटरल रेट्रोपेरिटोनियल दृष्टिकोण के माध्यम से उजागर किया जाता है। (बी) एल5 एंडप्लेट के पास एक छेद ड्रिल करने के लिए 16-गेज सुई का उपयोग करें। (सी) ऑटोलॉगस एमएफ काटा जाता है।
सामान्य एनेस्थेसिया को कान की नस के माध्यम से 20% यूरेथेन (5 मिली/किग्रा) के साथ प्रशासित किया गया था, और काठ की रीढ़ की रेडियोग्राफ़ को 12, 16 और 20 सप्ताह के बाद ऑपरेशन के बाद दोहराया गया था।
सर्जरी के बाद 12, 16 और 20 सप्ताह में केटामाइन (25.0 मिलीग्राम/किग्रा) और अंतःशिरा सोडियम पेंटोबार्बिटल (1.2 ग्राम/किग्रा) के इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन द्वारा खरगोशों की बलि दी गई। हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के लिए पूरी रीढ़ को हटा दिया गया और वास्तविक विश्लेषण किया गया। प्रतिरक्षा कारकों में परिवर्तन का पता लगाने के लिए मात्रात्मक रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन (आरटी-क्यूपीसीआर) और वेस्टर्न ब्लॉटिंग का उपयोग किया गया था।
ऑर्थोगोनल लिम्ब कॉइल रिसीवर से सुसज्जित 3.0 टी क्लिनिकल चुंबक (जीई मेडिकल सिस्टम, फ्लोरेंस, एससी) का उपयोग करके खरगोशों में एमआरआई जांच की गई। खरगोशों को कान की नस के माध्यम से 20% यूरेथेन (5 एमएल/किग्रा) के साथ संवेदनाहारी किया गया और फिर 5 इंच व्यास वाले गोलाकार सतह कुंडल (जीई मेडिकल सिस्टम्स) पर केंद्रित कंबल क्षेत्र के साथ चुंबक के भीतर लापरवाह रखा गया। L3-L4 से L5-L6 तक लम्बर डिस्क के स्थान को परिभाषित करने के लिए कोरोनल T2-भारित लोकलाइज़र छवियां (TR, 1445 ms; TE, 37 ms) प्राप्त की गईं। धनु तल T2-भारित स्लाइस निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ प्राप्त किए गए थे: 2200 एमएस के दोहराव समय (टीआर) और 70 एमएस, मैट्रिक्स के एक इको समय (टीई) के साथ तेज स्पिन-इको अनुक्रम; 260 और आठ उत्तेजनाओं का दृश्य क्षेत्र; काटने की मोटाई 2 मिमी थी, अंतर 0.2 मिमी था।
आखिरी तस्वीर लेने और आखिरी खरगोश के मारे जाने के बाद, हिस्टोलॉजिकल जांच के लिए नकली, मांसपेशी-एम्बेडेड और एनपी डिस्क को हटा दिया गया था। ऊतकों को 1 सप्ताह के लिए 10% न्यूट्रल बफर्ड फॉर्मेलिन में तय किया गया, एथिलीनडायमिनेटेट्राएसिटिक एसिड के साथ डीकैल्सीकृत किया गया और पैराफिन सेक्शन किया गया। ऊतक ब्लॉकों को पैराफिन में एम्बेडेड किया गया था और एक माइक्रोटोम का उपयोग करके धनु वर्गों (5 माइक्रोन मोटी) में काटा गया था। अनुभागों को हेमेटोक्सिलिन और ईओसिन (एच एंड ई) से रंग दिया गया था।
प्रत्येक समूह में खरगोशों से इंटरवर्टेब्रल डिस्क इकट्ठा करने के बाद, निर्माता के निर्देशों के अनुसार UNIQ-10 कॉलम (शंघाई सांगोन बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड, चीन) और एक ImProm II रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन सिस्टम (Promega Inc.) का उपयोग करके कुल RNA निकाला गया। , मैडिसन, WI, यूएसए)। रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन किया गया.
निर्माता के निर्देशों के अनुसार आरटी-क्यूपीसीआर को प्रिज्म 7300 (एप्लाइड बायोसिस्टम्स इंक., यूएसए) और एसवाईबीआर ग्रीन जंप स्टार्ट टैक रेडीमिक्स (सिग्मा-एल्ड्रिच, सेंट लुइस, एमओ, यूएसए) का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया था। पीसीआर प्रतिक्रिया की मात्रा 20 μl थी और इसमें 1.5 μl पतला सीडीएनए और प्रत्येक प्राइमर का 0.2 μM था। प्राइमर को ओलिगोपरफेक्ट डिज़ाइनर (इनविट्रोजन, वालेंसिया, सीए) द्वारा डिजाइन किया गया था और नानजिंग गोल्डन स्टीवर्ट बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड (चीन) द्वारा निर्मित किया गया था (तालिका 1)। निम्नलिखित थर्मल साइक्लिंग स्थितियों का उपयोग किया गया था: 2 मिनट के लिए 94 डिग्री सेल्सियस पर प्रारंभिक पोलीमरेज़ सक्रियण चरण, फिर टेम्पलेट विकृतीकरण के लिए 94 डिग्री सेल्सियस पर प्रत्येक 15 एस के 40 चक्र, 60 डिग्री सेल्सियस पर 1 मिनट के लिए एनीलिंग, विस्तार और प्रतिदीप्ति। माप 72°C पर 1 मिनट के लिए किया गया। सभी नमूनों को तीन बार बढ़ाया गया और औसत मूल्य का उपयोग आरटी-क्यूपीसीआर विश्लेषण के लिए किया गया। फ्लेक्सस्टेशन 3 (आणविक उपकरण, सनीवेल, सीए, यूएसए) का उपयोग करके प्रवर्धन डेटा का विश्लेषण किया गया। IL-4, IL-17, और IFN-γ जीन अभिव्यक्ति को अंतर्जात नियंत्रण (ACTB) के लिए सामान्यीकृत किया गया। लक्ष्य mRNA के सापेक्ष अभिव्यक्ति स्तर की गणना 2-ΔΔCT विधि का उपयोग करके की गई थी।
आरआईपीए लिसीस बफर (प्रोटीज और फॉस्फेट अवरोधक कॉकटेल युक्त) में एक ऊतक होमोजेनाइज़र का उपयोग करके ऊतकों से कुल प्रोटीन निकाला गया और फिर ऊतक मलबे को हटाने के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए 13,000 आरपीएम पर सेंट्रीफ्यूज किया गया। प्रति लेन पचास माइक्रोग्राम प्रोटीन लोड किया गया, 10% एसडीएस-पेज द्वारा अलग किया गया, और फिर एक पीवीडीएफ झिल्ली में स्थानांतरित किया गया। कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए 0.1% ट्वेन 20 युक्त ट्रिस-बफ़र्ड सेलाइन (टीबीएस) में 5% नॉनफैट सूखे दूध में ब्लॉकिंग की गई। झिल्ली को खरगोश विरोधी डेकोरिन प्राथमिक एंटीबॉडी (पतला 1: 200; बोस्टर, वुहान, चीन) (पतला 1: 200; बायोस, बीजिंग, चीन) के साथ रात भर 4 डिग्री सेल्सियस पर ऊष्मायन किया गया और दूसरे दिन प्रतिक्रिया दी गई; कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए द्वितीयक एंटीबॉडी (बकरी विरोधी खरगोश इम्युनोग्लोबुलिन जी 1:40,000 तनुकरण पर) के साथ हॉर्सरैडिश पेरोक्सीडेज (बोस्टर, वुहान, चीन) के साथ मिलाया गया। एक्स-रे विकिरण के बाद केमिलुमिनसेंट झिल्ली पर बढ़े हुए केमिलुमिनसेंस द्वारा पश्चिमी धब्बा संकेतों का पता लगाया गया। डेंसिटोमेट्रिक विश्लेषण के लिए, बैंडस्कैन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके ब्लॉट्स को स्कैन किया गया और मात्रा निर्धारित की गई और परिणाम को लक्ष्य जीन इम्यूनोएक्टिविटी और ट्यूबुलिन इम्यूनोएक्टिविटी के अनुपात के रूप में व्यक्त किया गया।
SPSS16.0 सॉफ़्टवेयर पैकेज (SPSS, USA) का उपयोग करके सांख्यिकीय गणनाएँ की गईं। अध्ययन के दौरान एकत्र किए गए डेटा को माध्य ± मानक विचलन (माध्य ± एसडी) के रूप में व्यक्त किया गया और दो समूहों के बीच अंतर निर्धारित करने के लिए विचरण (एनोवा) के एक-तरफ़ा दोहराए गए माप विश्लेषण का उपयोग करके विश्लेषण किया गया। पी <0.05 को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण माना जाता था।
इस प्रकार, ऑटोलॉगस एनपी को कशेरुक शरीर में प्रत्यारोपित करके और मैक्रोएनाटोमिकल अवलोकन, एमआरआई विश्लेषण, हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन और आणविक जैविक विश्लेषण करके एमसी के एक पशु मॉडल की स्थापना मानव एमसी के तंत्र का आकलन करने और समझने और नए चिकित्सीय विकसित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन सकती है। हस्तक्षेप.
इस लेख का हवाला कैसे दें: हान, सी. एट अल। काठ की रीढ़ की हड्डी में ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस को प्रत्यारोपित करके मोडिक परिवर्तनों का एक पशु मॉडल स्थापित किया गया था। विज्ञान. प्रतिनिधि 6, 35102: 10.1038/srep35102 (2016)।
वेइशॉप्ट, डी., ज़ानेटी, एम., होडलर, जे., और बूस, एन. काठ की रीढ़ की चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग: स्पर्शोन्मुख स्वयंसेवकों में डिस्क हर्नियेशन और प्रतिधारण, तंत्रिका जड़ संपीड़न, अंत प्लेट असामान्यताएं, और पहलू संयुक्त ऑस्टियोआर्थराइटिस की व्यापकता . दर। रेडियोलॉजी 209, 661-666, डीओआई:10.1148/रेडियोलॉजी.209.3.9844656 (1998)।
केजर, पी., कोर्शोल्म, एल., बेंडिक्स, टी., सोरेंसन, जेएस, और लेबोउफ-ईड, के. मोडिक परिवर्तन और नैदानिक ​​​​निष्कर्षों से उनका संबंध। यूरोपियन स्पाइन जर्नल: यूरोपियन स्पाइन सोसाइटी, यूरोपियन सोसाइटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी और यूरोपियन सोसाइटी फॉर सर्वाइकल स्पाइन रिसर्च 15, 1312-1319, doi: 10.1007/s00586-006-0185-x (2006) का आधिकारिक प्रकाशन।
कुइस्मा, एम., एट अल. काठ कशेरुका अंतप्लेटों में आधुनिक परिवर्तन: मध्यम आयु वर्ग के पुरुष श्रमिकों में पीठ के निचले हिस्से में दर्द और कटिस्नायुशूल के साथ व्यापकता और संबंध। स्पाइन 32, 1116-1122, doi:10.1097/01.brs.0000261561.12944.ff (2007)।
डी रोस, ए., क्रेसेल, एच., स्प्रिट्ज़र, के., और डालिंका, एम. काठ की रीढ़ की अपक्षयी बीमारी में अंतिम प्लेट के पास अस्थि मज्जा परिवर्तन का एमआरआई। एजेआर. अमेरिकन जर्नल ऑफ़ रेडियोलॉजी 149, 531-534, डीओआई: 10.2214/एजेआर.149.3.531 (1987)।
मोडिक, एमटी, स्टाइनबर्ग, पीएम, रॉस, जेएस, मासारिक, टीजे, और कार्टर, जेआर डिजेनरेटिव डिस्क रोग: एमआरआई के साथ कशेरुक मज्जा परिवर्तन का मूल्यांकन। रेडियोलॉजी 166, 193-199, doi:10.1148/रेडियोलॉजी.166.1.3336678 (1988)।
मोडिक, एमटी, मासारिक, टीजे, रॉस, जेएस, और कार्टर, जेआर अपक्षयी डिस्क रोग की इमेजिंग। रेडियोलॉजी 168, 177-186, डीओआई: 10.1148/रेडियोलॉजी.168.1.3289089 (1988)।
जेन्सेन, टीएस, एट अल। नियोवर्टेब्रल एंडप्लेट (मोडिक) के भविष्यवक्ता सामान्य जनसंख्या में परिवर्तन का संकेत देते हैं। यूरोपियन स्पाइन जर्नल: यूरोपियन स्पाइन सोसायटी, यूरोपियन सोसायटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी और यूरोपियन सोसायटी फॉर सर्वाइकल स्पाइन रिसर्च का आधिकारिक प्रकाशन, डिवीजन 19, 129-135, doi: 10.1007/s00586-009-1184-5 (2010)।
अल्बर्ट, एचबी और मैनिश, के. लम्बर डिस्क हर्नियेशन के बाद मोडिक परिवर्तन। यूरोपियन स्पाइन जर्नल: यूरोपियन स्पाइन सोसायटी, यूरोपियन सोसायटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी और यूरोपियन सोसायटी फॉर सर्वाइकल स्पाइन रिसर्च 16, 977-982, डीओआई: 10.1007/एस00586-007-0336-8 (2007) का आधिकारिक प्रकाशन।
केर्टटुला, एल., लुओमा, के., वेहमास, टी., ग्रोनब्लैड, एम., और कापा, ई. मोडिक प्रकार I परिवर्तन तेजी से प्रगतिशील विरूपण डिस्क अध: पतन की भविष्यवाणी कर सकते हैं: 1 साल का संभावित अध्ययन। यूरोपियन स्पाइन जर्नल 21, 1135-1142, डीओआई: 10.1007/एस00586-012-2147-9 (2012)।
हू, जेडजे, झाओ, एफडी, फैंग, एक्सक्यू और फैन, एसडब्ल्यू मोडिक परिवर्तन: लम्बर डिस्क डिजनरेशन के संभावित कारण और योगदान। चिकित्सा परिकल्पना 73, 930-932, डीओआई: 10.1016/जे.मेही.2009.06.038 (2009)।
क्रोक, एचवी आंतरिक डिस्क टूटना। 50 वर्षों से अधिक समय से डिस्क प्रोलैप्स की समस्याएँ। स्पाइन (फिला पा 1976) 11, 650-653 (1986)।