ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस को लम्बर सबकोंड्रल हड्डी में प्रत्यारोपित करके मॉडिक परिवर्तनों का एक पशु मॉडल बनाया गया।

Nature.com पर आने के लिए धन्यवाद। आपके ब्राउज़र संस्करण में CSS का सीमित समर्थन है। बेहतर परिणामों के लिए, हम आपको एक नया ब्राउज़र इस्तेमाल करने (या इंटरनेट एक्सप्लोरर में संगतता मोड बंद करने) की सलाह देते हैं। फिलहाल, निरंतर समर्थन सुनिश्चित करने के लिए, हम साइट को बिना स्टाइल और जावास्क्रिप्ट के प्रदर्शित करेंगे।
मोडिक परिवर्तन (एमसी) के पशु मॉडल की स्थापना एमसी के अध्ययन का एक महत्वपूर्ण आधार है। चौवन न्यूजीलैंड व्हाइट खरगोशों को शम-ऑपरेशन समूह, मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह (एमई समूह) और न्यूक्लियस पल्पोसस प्रत्यारोपण समूह (एनपीई समूह) में विभाजित किया गया। एनपीई समूह में, एंटीरोलेटरल लम्बर सर्जिकल दृष्टिकोण द्वारा इंटरवर्टेब्रल डिस्क को उजागर किया गया और एंड प्लेट के पास एल5 कशेरुका शरीर को छेदने के लिए एक सुई का उपयोग किया गया। एल1/2 इंटरवर्टेब्रल डिस्क से एक सिरिंज द्वारा एनपी निकाला गया और उसमें इंजेक्ट किया गया। सबकोंड्रल हड्डी में एक छेद ड्रिल किया गया। मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह और शम-ऑपरेशन समूह में सर्जिकल प्रक्रियाएं और ड्रिलिंग विधियां एनपी प्रत्यारोपण समूह के समान थीं। एमई समूह में, मांसपेशी का एक टुकड़ा छेद में रखा गया था, जबकि शम-ऑपरेशन समूह में, छेद में कुछ भी नहीं रखा गया था। ऑपरेशन के बाद, एमआरआई स्कैनिंग और आणविक जैविक परीक्षण किए गए। एनपीई समूह में सिग्नल में परिवर्तन देखा गया, लेकिन शम-ऑपरेशन समूह और एमई समूह में सिग्नल में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं हुआ। ऊतकीय अवलोकन से पता चला कि प्रत्यारोपण स्थल पर असामान्य ऊतक प्रसार देखा गया, और एनपीई समूह में IL-4, IL-17 और IFN-γ की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई। सबकोंड्रल हड्डी में एनपी का प्रत्यारोपण एमसी का एक पशु मॉडल बना सकता है।
मॉडिक परिवर्तन (एमसी) कशेरुका के अंतिम प्लेटों और आसन्न अस्थि मज्जा के घाव होते हैं जो चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) पर दिखाई देते हैं। ये संबंधित लक्षणों वाले व्यक्तियों में काफी आम हैं1। कई अध्ययनों ने पीठ के निचले हिस्से में दर्द (एलबीपी)2,3 के साथ इसके संबंध के कारण एमसी के महत्व पर जोर दिया है। डी रूज़ एट अल.4 और मॉडिक एट अल.5 ने स्वतंत्र रूप से पहली बार कशेरुका अस्थि मज्जा में सबकोंड्रल सिग्नल असामान्यताओं के तीन अलग-अलग प्रकारों का वर्णन किया। मॉडिक टाइप I परिवर्तन टी1-भारित (टी1डब्ल्यू) अनुक्रमों पर हाइपोइंटेंस और टी2-भारित (टी2डब्ल्यू) अनुक्रमों पर हाइपरइंटेंस होते हैं। यह घाव अस्थि मज्जा में विदर एंडप्लेट्स और आसन्न संवहनी ग्रैनुलेशन ऊतक को दर्शाता है। मॉडिक टाइप II परिवर्तन टी1डब्ल्यू और टी2डब्ल्यू दोनों अनुक्रमों पर उच्च सिग्नल दिखाते हैं। इस प्रकार के घाव में, एंडप्लेट का विनाश, साथ ही आसन्न अस्थि मज्जा का हिस्टोलॉजिकल वसायुक्त प्रतिस्थापन पाया जा सकता है। मॉडिक टाइप III परिवर्तन टी1डब्ल्यू और टी2डब्ल्यू अनुक्रमों में कम सिग्नल दिखाते हैं। एंडप्लेट्स के अनुरूप स्क्लेरोटिक घाव देखे गए हैं6। एमसी को रीढ़ की हड्डी का एक रोग संबंधी रोग माना जाता है और यह रीढ़ की हड्डी के कई अपक्षयी रोगों से निकटता से जुड़ा हुआ है7,8,9।
उपलब्ध आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए, कई अध्ययनों ने एमसी के एटियलॉजी और पैथोलॉजिकल तंत्रों में विस्तृत जानकारी प्रदान की है। अल्बर्ट एट अल. ने सुझाव दिया कि एमसी डिस्क हर्निएशन के कारण हो सकता है8। हू एट अल. ने एमसी का कारण गंभीर डिस्क डिजनरेशन बताया10। क्रोक ने "आंतरिक डिस्क टूटन" की अवधारणा प्रस्तावित की, जिसमें कहा गया है कि बार-बार डिस्क आघात से एंडप्लेट में सूक्ष्म दरारें पड़ सकती हैं। दरार बनने के बाद, न्यूक्लियस पल्पोसस (एनपी) द्वारा एंडप्लेट का विनाश एक ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया को ट्रिगर कर सकता है, जो आगे चलकर एमसी के विकास की ओर ले जाता है11। मा एट अल. ने भी इसी तरह का विचार व्यक्त किया और बताया कि एनपी-प्रेरित ऑटोइम्यूनिटी एमसी के रोगजनन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है12।
प्रतिरक्षा तंत्र की कोशिकाएं, विशेष रूप से CD4+ टी हेल्पर लिम्फोसाइट्स, स्वप्रतिरक्षा के रोगजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।13 हाल ही में खोजा गया Th17 उपसमूह प्रोइन्फ्लेमेटरी साइटोकाइन IL-17 का उत्पादन करता है, केमोकाइन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है, और क्षतिग्रस्त अंगों में टी कोशिकाओं को IFN-γ14 उत्पन्न करने के लिए उत्तेजित करता है। Th2 कोशिकाएं भी प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के रोगजनन में एक अनूठी भूमिका निभाती हैं। एक प्रतिनिधि Th2 कोशिका के रूप में IL-4 की अभिव्यक्ति गंभीर प्रतिरक्षाविकृति संबंधी परिणामों को जन्म दे सकती है।15
हालांकि एमसी16,17,18,19,20,21,22,23,24 पर कई नैदानिक ​​अध्ययन किए गए हैं, फिर भी ऐसे उपयुक्त पशु प्रायोगिक मॉडल की कमी है जो मनुष्यों में अक्सर होने वाली एमसी प्रक्रिया की नकल कर सकें और जिनका उपयोग रोग के कारणों की जांच करने या लक्षित चिकित्सा जैसे नए उपचारों के लिए किया जा सके। आज तक, अंतर्निहित रोग संबंधी तंत्रों का अध्ययन करने के लिए एमसी के केवल कुछ ही पशु मॉडल प्रकाशित किए गए हैं।
अल्बर्ट और मा द्वारा प्रस्तावित ऑटोइम्यून सिद्धांत के आधार पर, इस अध्ययन ने ड्रिल किए गए कशेरुका एंड प्लेट के पास एनपी को स्वतः प्रत्यारोपित करके एक सरल और प्रतिलिपि योग्य खरगोश एमसी मॉडल स्थापित किया। अन्य उद्देश्यों में पशु मॉडल की ऊतकीय विशेषताओं का अवलोकन करना और एमसी के विकास में एनपी की विशिष्ट प्रक्रियाओं का मूल्यांकन करना शामिल है। इसके लिए, हम एमसी की प्रगति का अध्ययन करने हेतु आणविक जीवविज्ञान, एमआरआई और ऊतकीय अध्ययन जैसी तकनीकों का उपयोग करते हैं।
सर्जरी के दौरान रक्तस्राव से दो खरगोशों की मृत्यु हो गई, और एमआरआई के दौरान एनेस्थीसिया के कारण चार खरगोशों की मृत्यु हो गई। शेष 48 खरगोश जीवित रहे और सर्जरी के बाद उनमें कोई व्यवहारिक या तंत्रिका संबंधी लक्षण नहीं दिखे।
एमआरआई से पता चलता है कि विभिन्न छेदों में अंतर्निहित ऊतक की सिग्नल तीव्रता अलग-अलग है। एनपीई समूह में एल5 कशेरुका पिंड की सिग्नल तीव्रता सम्मिलन के 12, 16 और 20 सप्ताह बाद धीरे-धीरे बदल गई (टी1डब्ल्यू अनुक्रम में कम सिग्नल दिखाई दिया, और टी2डब्ल्यू अनुक्रम में मिश्रित सिग्नल और कम सिग्नल दिखाई दिया) (चित्र 1सी), जबकि अंतर्निहित भागों के अन्य दो समूहों की एमआरआई उपस्थिति इसी अवधि के दौरान अपेक्षाकृत स्थिर रही (चित्र 1ए, बी)।
(A) खरगोश की कमर की रीढ़ की हड्डी के तीन अलग-अलग समय बिंदुओं पर लिए गए प्रतिनिधि अनुक्रमिक एमआरआई चित्र। शम-ऑपरेशन समूह के चित्रों में कोई सिग्नल असामान्यता नहीं पाई गई। (B) एमई समूह में कशेरुका शरीर की सिग्नल विशेषताएँ शम-ऑपरेशन समूह के समान हैं, और समय के साथ एम्बेडिंग साइट पर कोई महत्वपूर्ण सिग्नल परिवर्तन नहीं देखा गया है। (C) एनपीई समूह में, टी1डब्ल्यू अनुक्रम में निम्न सिग्नल स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, और टी2डब्ल्यू अनुक्रम में मिश्रित सिग्नल और निम्न सिग्नल स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। 12 सप्ताह की अवधि से 20 सप्ताह की अवधि तक, टी2डब्ल्यू अनुक्रम में निम्न सिग्नल के आसपास के छिटपुट उच्च सिग्नल कम हो जाते हैं।
एनपीई समूह में कशेरुका पिंड के प्रत्यारोपण स्थल पर स्पष्ट अस्थि अतिवृद्धि देखी जा सकती है, और एनपीई समूह की तुलना में 12 से 20 सप्ताह के बीच अस्थि अतिवृद्धि तेजी से होती है (चित्र 2सी)। शम समूह और एमई समूह (चित्र 2सी) में मॉडल किए गए कशेरुका पिंडों में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं देखा गया (चित्र 2ए,बी)।
(A) प्रत्यारोपण वाले भाग पर कशेरुका की सतह बहुत चिकनी होती है, छेद अच्छी तरह से भर जाता है, और कशेरुका में कोई अतिवृद्धि नहीं होती है। (B) ME समूह में प्रत्यारोपण स्थल का आकार शम ऑपरेशन समूह के समान होता है, और समय के साथ प्रत्यारोपण स्थल की उपस्थिति में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं होता है। (C) NPE समूह में प्रत्यारोपण स्थल पर अस्थि अतिवृद्धि हुई। अस्थि अतिवृद्धि तेजी से बढ़ी और यहां तक ​​कि अंतर्कशेरुका डिस्क से होते हुए विपरीत कशेरुका तक फैल गई।
ऊतकीय विश्लेषण अस्थि निर्माण के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी प्रदान करता है। चित्र 3 में एच एंड ई से रंगे हुए ऑपरेशन के बाद के अनुभागों की तस्वीरें दिखाई गई हैं। शम-ऑपरेशन समूह में, उपास्थि कोशिकाएं अच्छी तरह से व्यवस्थित थीं और कोई कोशिका प्रसार नहीं पाया गया (चित्र 3ए)। एमई समूह में स्थिति शम-ऑपरेशन समूह के समान थी (चित्र 3बी)। हालांकि, एनपीई समूह में, प्रत्यारोपण स्थल पर बड़ी संख्या में उपास्थि कोशिकाएं और एनपी जैसी कोशिकाओं का प्रसार देखा गया (चित्र 3सी);
(A) एंड प्लेट के पास ट्रेबेकुले देखे जा सकते हैं, कॉन्ड्रोसाइट्स एकसमान आकार और आकृति के साथ सुव्यवस्थित रूप से व्यवस्थित हैं और उनमें कोई प्रसार नहीं है (40 गुना)। (B) ME समूह में प्रत्यारोपण स्थल की स्थिति शाम समूह के समान है। ट्रेबेकुले और कॉन्ड्रोसाइट्स देखे जा सकते हैं, लेकिन प्रत्यारोपण स्थल पर कोई स्पष्ट प्रसार नहीं है (40 गुना)। (B) यह देखा जा सकता है कि कॉन्ड्रोसाइट्स और NP-जैसे कोशिकाओं में महत्वपूर्ण प्रसार होता है, और कॉन्ड्रोसाइट्स की आकृति और आकार असमान हैं (40 गुना)।
एनपीई और एमई दोनों समूहों में इंटरल्यूकिन 4 (आईएल-4) एमआरएनए, इंटरल्यूकिन 17 (आईएल-17) एमआरएनए और इंटरफेरॉन γ (आईएफएन-γ) एमआरएनए की अभिव्यक्ति देखी गई। जब लक्षित जीनों के अभिव्यक्ति स्तरों की तुलना की गई, तो एनपीई समूह में आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ की जीन अभिव्यक्ति एमई समूह और शम ऑपरेशन समूह की तुलना में काफी अधिक पाई गई (चित्र 4) (पी < 0.05)। शम ऑपरेशन समूह की तुलना में, एमई समूह में आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ के अभिव्यक्ति स्तरों में केवल मामूली वृद्धि हुई और यह सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन तक नहीं पहुंची (पी > 0.05)।
एनपीई समूह में आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ की एमआरएनए अभिव्यक्ति ने शाम ऑपरेशन समूह और एमई समूह की तुलना में काफी अधिक प्रवृत्ति दिखाई (पी < 0.05)।
इसके विपरीत, एमई समूह में अभिव्यक्ति के स्तर में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखा (पी>0.05)।
परिवर्तित mRNA अभिव्यक्ति पैटर्न की पुष्टि करने के लिए IL-4 और IL-17 के विरुद्ध व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एंटीबॉडी का उपयोग करके वेस्टर्न ब्लॉट विश्लेषण किया गया। जैसा कि चित्र 5A,B में दिखाया गया है, ME समूह और शम ऑपरेशन समूह की तुलना में, NPE समूह में IL-4 और IL-17 के प्रोटीन स्तरों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई (P < 0.05)। शम ऑपरेशन समूह की तुलना में, ME समूह में IL-4 और IL-17 के प्रोटीन स्तरों में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं देखा गया (P > 0.05)।
(A) एनपीई समूह में IL-4 और IL-17 के प्रोटीन स्तर एमई समूह और प्लेसीबो समूह की तुलना में काफी अधिक थे (P < 0.05)। (B) वेस्टर्न ब्लॉट हिस्टोग्राम।
शल्य चिकित्सा के दौरान प्राप्त मानव नमूनों की सीमित संख्या के कारण, एमसी के रोगजनन पर स्पष्ट और विस्तृत अध्ययन करना कुछ हद तक कठिन है। हमने इसके संभावित रोग संबंधी तंत्रों का अध्ययन करने के लिए एमसी का एक पशु मॉडल स्थापित करने का प्रयास किया। साथ ही, एनपी ऑटोग्राफ्ट द्वारा प्रेरित एमसी के विकास क्रम का अध्ययन करने के लिए रेडियोलॉजिकल मूल्यांकन, ऊतकीय मूल्यांकन और आणविक जैविक मूल्यांकन का उपयोग किया गया। परिणामस्वरूप, एनपी प्रत्यारोपण मॉडल में 12 सप्ताह से 20 सप्ताह के समय बिंदुओं तक सिग्नल की तीव्रता में क्रमिक परिवर्तन देखा गया (टी1डब्ल्यू अनुक्रमों में मिश्रित निम्न सिग्नल और टी2डब्ल्यू अनुक्रमों में निम्न सिग्नल), जो ऊतक परिवर्तनों को दर्शाता है, और ऊतकीय और आणविक जैविक मूल्यांकनों ने रेडियोलॉजिकल अध्ययन के परिणामों की पुष्टि की।
इस प्रयोग के परिणामों से पता चलता है कि एनपीई समूह में कशेरुका पिंड के अतिक्रमण स्थल पर दृश्य और ऊतकीय परिवर्तन हुए। साथ ही, आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ जीन की अभिव्यक्ति देखी गई, जिससे संकेत मिलता है कि कशेरुका पिंड में स्व-आनुवंशिक नाभिक पल्पोसस ऊतक के अतिक्रमण से संकेत और आकारिकी में कई परिवर्तन हो सकते हैं। यह आसानी से देखा जा सकता है कि पशु मॉडल के कशेरुका पिंडों की संकेत विशेषताएँ (टी1डब्ल्यू अनुक्रम में कम संकेत, टी2डब्ल्यू अनुक्रम में मिश्रित संकेत और कम संकेत) मानव कशेरुका कोशिकाओं के समान हैं, और एमआरआई विशेषताएँ भी ऊतक विज्ञान और स्थूल शरीर रचना विज्ञान के प्रेक्षणों की पुष्टि करती हैं, अर्थात् कशेरुका पिंड कोशिकाओं में परिवर्तन क्रमिक होते हैं। हालांकि तीव्र आघात के कारण होने वाली सूजन संबंधी प्रतिक्रिया पंचर के तुरंत बाद दिखाई दे सकती है, एमआरआई परिणामों से पता चला कि पंचर के 12 सप्ताह बाद सिग्नल में लगातार वृद्धि देखी गई और यह परिवर्तन 20 सप्ताह तक बिना किसी सुधार या एमआरआई परिवर्तनों के उलट होने के संकेत के बना रहा। ये परिणाम बताते हैं कि खरगोशों में प्रगतिशील एमवी स्थापित करने के लिए ऑटोलॉगस वर्टेब्रल एनपी एक विश्वसनीय विधि है।
इस पंचर मॉडल के लिए पर्याप्त कौशल, समय और शल्य चिकित्सा 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। आस-पास की डिस्क को नुकसान या जलन न पहुँचाने का विशेष ध्यान रखा जाना चाहिए। क्योंकि सुसंगत और प्रतिलिपि योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रवेश की गहराई को नियंत्रित करना आवश्यक है, इसलिए हमने 3 मिमी लंबी सुई के आवरण को काटकर मैन्युअल रूप से एक प्लग बनाया। इस प्लग का उपयोग वर्टेब्रल बॉडी में ड्रिलिंग की एक समान गहराई सुनिश्चित करता है। प्रारंभिक प्रयोगों में, ऑपरेशन में शामिल तीन ऑर्थोपेडिक सर्जनों ने पाया कि 16-गेज की सुइयाँ 18-गेज की सुइयों या अन्य विधियों की तुलना में अधिक आसानी से काम करती हैं। ड्रिलिंग के दौरान अत्यधिक रक्तस्राव से बचने के लिए, सुई को कुछ देर के लिए स्थिर रखने से अधिक उपयुक्त प्रवेश छेद प्राप्त होगा, जिससे पता चलता है कि इस तरह से एमसी की एक निश्चित सीमा को नियंत्रित किया जा सकता है।
हालांकि कई अध्ययनों में एमसी पर ध्यान केंद्रित किया गया है, लेकिन एमसी25,26,27 के एटियलॉजी 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 एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इस अध्ययन में एंटीजन उत्तेजना के बाद सीडी4+ कोशिकाओं के मुख्य विभेदन मार्गों, आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ की मात्रात्मक अभिव्यक्ति की जांच की गई। हमारे अध्ययन में, नकारात्मक समूह की तुलना में, एनपीई समूह में आईएल-4, आईएल-17 और आईएफएन-γ की अभिव्यक्ति अधिक थी, और आईएल-4 और आईएल-17 के प्रोटीन स्तर भी अधिक थे।
नैदानिक ​​रूप से, डिस्क हर्नियेशन से पीड़ित रोगियों की एनपी कोशिकाओं में IL-17 mRNA अभिव्यक्ति में वृद्धि देखी गई है28। स्वस्थ व्यक्तियों की तुलना में एक तीव्र गैर-संपीड़न डिस्क हर्नियेशन मॉडल में IL-4 और IFN-γ अभिव्यक्ति स्तर में भी वृद्धि पाई गई29। IL-17 सूजन, स्वप्रतिरक्षित रोगों में ऊतक क्षति30 में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और IFN-γ31 के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाता है। MRL/lpr चूहों32 और स्वप्रतिरक्षितता-संवेदनशील चूहों33 में IL-17-मध्यस्थ ऊतक क्षति में वृद्धि की सूचना मिली है। IL-4 प्रोइन्फ्लेमेटरी साइटोकिन्स (जैसे IL-1β और TNFα) की अभिव्यक्ति और मैक्रोफेज सक्रियण34 को बाधित कर सकता है। यह बताया गया कि NPE समूह में IL-4 की mRNA अभिव्यक्ति, IL-17 और IFN-γ की तुलना में एक ही समय बिंदु पर भिन्न थी; NPE समूह में IFN-γ की mRNA अभिव्यक्ति अन्य समूहों की तुलना में काफी अधिक थी। इसलिए, IFN-γ उत्पादन NP अंतर्विन्यास द्वारा प्रेरित सूजन प्रतिक्रिया का मध्यस्थ हो सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि IFN-γ कई प्रकार की कोशिकाओं द्वारा उत्पादित होता है, जिनमें सक्रिय प्रकार 1 सहायक टी कोशिकाएं, प्राकृतिक हत्यारा कोशिकाएं और मैक्रोफेज शामिल हैं35,36, और यह एक प्रमुख प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकाइन है जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देता है37।
इस अध्ययन से पता चलता है कि ऑटोइम्यून प्रतिक्रिया एमसी की घटना और विकास में शामिल हो सकती है। लुओमा एट अल. ने पाया कि एमआरआई पर एमसी और प्रमुख एनपी की सिग्नल विशेषताएँ समान हैं, और दोनों टी2डब्ल्यू अनुक्रम में उच्च सिग्नल दिखाते हैं38। कुछ साइटोकाइन, जैसे कि आईएल-139, एमसी की घटना से निकटता से जुड़े होने की पुष्टि की गई है। मा एट अल. ने सुझाव दिया कि एनपी का ऊपर या नीचे की ओर उभार एमसी की घटना और विकास पर बहुत अधिक प्रभाव डाल सकता है12। बोबेचको40 और हर्ज़बीन एट अल.41 ने बताया कि एनपी एक इम्यूनोटॉलरेंट ऊतक है जो जन्म से ही संवहनी परिसंचरण में प्रवेश नहीं कर सकता है। एनपी उभार रक्त आपूर्ति में बाहरी तत्वों को प्रवेश कराते हैं, जिससे स्थानीय ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाएँ होती हैं42। ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाएँ बड़ी संख्या में प्रतिरक्षा कारकों को प्रेरित कर सकती हैं, और जब ये कारक लगातार ऊतकों के संपर्क में आते हैं, तो वे सिग्नलिंग में परिवर्तन ला सकते हैं43। इस अध्ययन में, IL-4, IL-17 और IFN-γ की अतिअभिव्यक्ति विशिष्ट प्रतिरक्षा कारक हैं, जो NP और MCs44 के बीच घनिष्ठ संबंध को और अधिक प्रमाणित करती हैं। यह पशु मॉडल NP के अंत-प्लेट में प्रवेश और उसके पारगम्य होने की प्रक्रिया का सटीक अनुकरण करता है। इस प्रक्रिया से MC पर स्वप्रतिरक्षा के प्रभाव का भी पता चलता है।
जैसा कि अपेक्षित था, यह पशु मॉडल हमें एमसी के अध्ययन के लिए एक संभावित मंच प्रदान करता है। हालांकि, इस मॉडल में अभी भी कुछ सीमाएँ हैं: पहला, पशु अवलोकन चरण के दौरान, कुछ मध्यवर्ती अवस्था वाले खरगोशों को ऊतकविज्ञान और आणविक जीव विज्ञान परीक्षण के लिए इच्छामृत्यु देनी पड़ती है, इसलिए समय के साथ कुछ जानवर अनुपयोगी हो जाते हैं। दूसरा, यद्यपि इस अध्ययन में तीन समय बिंदु निर्धारित किए गए हैं, दुर्भाग्य से, हमने केवल एक प्रकार के एमसी (मोडिक टाइप I परिवर्तन) का मॉडल बनाया है, इसलिए यह मानव रोग विकास प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करने के लिए पर्याप्त नहीं है, और सभी संकेतों में होने वाले परिवर्तनों को बेहतर ढंग से देखने के लिए अधिक समय बिंदु निर्धारित करने की आवश्यकता है। तीसरा, ऊतक संरचना में परिवर्तन ऊतकविज्ञानीय विरंजन द्वारा स्पष्ट रूप से दिखाए जा सकते हैं, लेकिन कुछ विशेष तकनीकें इस मॉडल में सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों को बेहतर ढंग से प्रकट कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, खरगोश की अंतःकेन्द्रकीय डिस्क में रेशेदार उपास्थि के निर्माण का विश्लेषण करने के लिए ध्रुवीकृत प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया गया था।45 एमसी और एंडप्लेट पर एनपी के दीर्घकालिक प्रभावों के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है।
चौवन नर न्यूजीलैंड सफेद खरगोशों (वजन लगभग 2.5-3 किलोग्राम, आयु 3-3.5 महीने) को यादृच्छिक रूप से शम ऑपरेशन समूह, मांसपेशी प्रत्यारोपण समूह (एमई समूह) और तंत्रिका जड़ प्रत्यारोपण समूह (एनपीई समूह) में विभाजित किया गया। सभी प्रायोगिक प्रक्रियाओं को तियानजिन अस्पताल की नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था, और प्रायोगिक विधियों को अनुमोदित दिशानिर्देशों के अनुसार सख्ती से निष्पादित किया गया था।
एस. सोबाजिमा 46 की शल्य चिकित्सा तकनीक में कुछ सुधार किए गए हैं। प्रत्येक खरगोश को पार्श्व लेटने की स्थिति में रखा गया और पश्चपाश्वीय रेट्रोपेरिटोनियल दृष्टिकोण का उपयोग करके लगातार पांच काठ अंतर्केन्द्रीय डिस्क (IVD) की अग्र सतह को उजागर किया गया। प्रत्येक खरगोश को सामान्य एनेस्थीसिया (20% यूरेथेन, 5 मिली/किग्रा कान की नस के माध्यम से) दिया गया। पसलियों के निचले किनारे से श्रोणि के ऊपरी भाग तक, पैरावेर्टेब्रल मांसपेशियों से 2 सेमी नीचे, एक अनुदैर्ध्य त्वचा चीरा लगाया गया। L1 से L6 तक दाहिनी अग्रपाश्वीय रीढ़ को ऊपर स्थित चमड़े के नीचे के ऊतक, रेट्रोपेरिटोनियल ऊतक और मांसपेशियों के तेज और कुंद विच्छेदन द्वारा उजागर किया गया (चित्र 6A)। L5-L6 डिस्क स्तर के लिए श्रोणि के ऊपरी भाग को एक शारीरिक स्थलचिह्न के रूप में उपयोग करके डिस्क स्तर निर्धारित किया गया। L5 कशेरुका के अंतिम सिरे के पास 16 गेज की पंचर सुई से 3 मिमी की गहराई तक छेद करें (चित्र 6B)। L1-L2 अंतर्कशेरुकी डिस्क में मौजूद स्व-जनित न्यूक्लियस पल्पोसस को निकालने के लिए 5 मिलीलीटर की सिरिंज का प्रयोग करें (चित्र 6C)। प्रत्येक समूह की आवश्यकताओं के अनुसार न्यूक्लियस पल्पोसस या मांसपेशी को निकालें। छेद को गहरा करने के बाद, गहरी प्रावरणी, सतही प्रावरणी और त्वचा पर अवशोषक टांके लगाएं, ध्यान रहे कि सर्जरी के दौरान कशेरुका के पेरिओस्टियल ऊतक को कोई नुकसान न पहुंचे।
(A) पोस्टरोलेटरल रेट्रोपेरिटोनियल दृष्टिकोण के माध्यम से L5–L6 डिस्क को उजागर किया जाता है। (B) L5 एंडप्लेट के पास एक छेद करने के लिए 16-गेज सुई का उपयोग करें। (C) ऑटोलॉगस एमएफ निकाले जाते हैं।
सामान्य एनेस्थीसिया 20% यूरेथेन (5 मिली/किग्रा) के साथ कान की नस के माध्यम से दिया गया था, और ऑपरेशन के बाद 12, 16 और 20 सप्ताह में लम्बर स्पाइन के एक्स-रे दोहराए गए थे।
सर्जरी के 12, 16 और 20 सप्ताह बाद खरगोशों को मांसपेशियों में केटामाइन (25.0 मिलीग्राम/किलोग्राम) का इंजेक्शन और नसों में सोडियम पेंटोबार्बिटल (1.2 ग्राम/किलोग्राम) देकर मार डाला गया। ऊतकीय विश्लेषण के लिए पूरी रीढ़ की हड्डी को निकाल लिया 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।
ऑर्थोगोनल लिम्ब कॉइल रिसीवर से लैस 3.0 T क्लिनिकल मैग्नेट (GE मेडिकल सिस्टम्स, फ्लोरेंस, SC) का उपयोग करके खरगोशों में MRI परीक्षण किए गए। खरगोशों को कान की नस के माध्यम से 20% यूरेथेन (5 mL/kg) से बेहोश किया गया और फिर उन्हें मैग्नेट के भीतर पीठ के बल लिटाया गया, जिसमें कमर का क्षेत्र 5 इंच व्यास वाले गोलाकार सतह कॉइल (GE मेडिकल सिस्टम्स) पर केंद्रित था। L3–L4 से L5–L6 तक लम्बर डिस्क की स्थिति निर्धारित करने के लिए कोरोनल T2-भारित लोकेलाइज़र छवियां (TR, 1445 ms; TE, 37 ms) प्राप्त की गईं। सैजिटल प्लेन T2-भारित स्लाइस निम्नलिखित सेटिंग्स के साथ प्राप्त किए गए: 2200 ms के पुनरावृति समय (TR) और 70 ms के प्रतिध्वनि समय (TE) के साथ फास्ट स्पिन-इको अनुक्रम, मैट्रिक्स; 260 का दृश्य क्षेत्र और आठ उत्तेजनाएं; कटिंग की मोटाई 2 mm और अंतर 0.2 mm था।
अंतिम तस्वीर लेने और अंतिम खरगोश को मारने के बाद, कृत्रिम, मांसपेशी-युक्त और एनपी डिस्क को ऊतकीय परीक्षण के लिए निकाल लिया गया। ऊतकों को 1 सप्ताह के लिए 10% तटस्थ बफ़र्ड फॉर्मेलिन में स्थिर किया गया, एथिलीनडायमाइनटेट्राएसिटिक एसिड से विरक्तीकृत किया गया और पैराफिन में काटा गया। ऊतक ब्लॉकों को पैराफिन में एम्बेड किया गया और माइक्रोटोम का उपयोग करके सैजिटल सेक्शन (5 μm मोटे) में काटा गया। सेक्शन को हेमेटोक्सिलिन और ईओसिन (H&E) से रंगा गया।
प्रत्येक समूह के खरगोशों से इंटरवर्टेब्रल डिस्क एकत्र करने के बाद, निर्माता के निर्देशों के अनुसार UNIQ-10 कॉलम (शंघाई सैंगॉन बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड, चीन) और ImProm II रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन सिस्टम (प्रोमेगा इंक., मैडिसन, विस्कॉन्सिन, यूएसए) का उपयोग करके कुल RNA निकाला गया। रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन किया गया।
RT-qPCR का प्रयोग प्रिज्म 7300 (एप्लाइड बायोसिस्टम्स इंक., यूएसए) और SYBR ग्रीन जंप स्टार्ट टैग रेडीमिक्स (सिग्मा-एल्ड्रिच, सेंट लुइस, एमओ, यूएसए) का उपयोग करके निर्माता के निर्देशों के अनुसार किया गया। पीसीआर अभिक्रिया की मात्रा 20 μl थी और इसमें 1.5 μl तनुकृत cDNA और प्रत्येक प्राइमर का 0.2 μM शामिल था। प्राइमर को ओलिगोपरफेक्ट डिज़ाइनर (इनविट्रोजन, वालेंसिया, सीए) द्वारा डिज़ाइन किया गया था और नानजिंग गोल्डन स्टीवर्ट बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड (चीन) द्वारा निर्मित किया गया था (तालिका 1)। निम्नलिखित तापीय चक्रण स्थितियों का उपयोग किया गया: प्रारंभिक पॉलीमरेज़ सक्रियण चरण 94°C पर 2 मिनट के लिए, फिर टेम्पलेट विसंक्रमण के लिए 94°C पर 15 सेकंड के 40 चक्र, 60°C पर 1 मिनट के लिए एनीलिंग, विस्तार और प्रतिदीप्ति माप 72°C पर 1 मिनट के लिए किए गए। सभी नमूनों को तीन बार प्रवर्धित किया गया और RT-qPCR विश्लेषण के लिए औसत मान का उपयोग किया गया। प्रवर्धन डेटा का विश्लेषण FlexStation 3 (Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA) का उपयोग करके किया गया। IL-4, IL-17 और IFN-γ जीन अभिव्यक्ति को अंतर्जात नियंत्रण (ACTB) के सापेक्ष सामान्यीकृत किया गया। लक्षित mRNA के सापेक्ष अभिव्यक्ति स्तरों की गणना 2-ΔΔCT विधि का उपयोग करके की गई।
ऊतकों से कुल प्रोटीन को RIPA लाइसिस बफर (जिसमें प्रोटीएज़ और फॉस्फेटेज़ अवरोधक कॉकटेल होता है) में टिशू होमोजेनाइज़र का उपयोग करके निकाला गया और फिर ऊतक के मलबे को हटाने के लिए 4°C पर 20 मिनट के लिए 13,000 rpm पर सेंट्रीफ्यूज किया गया। प्रत्येक लेन में 50 माइक्रोग्राम प्रोटीन लोड किया गया, 10% SDS-PAGE द्वारा अलग किया गया, और फिर PVDF झिल्ली पर स्थानांतरित किया गया। कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए 0.1% ट्विन 20 युक्त ट्रिस-बफर्ड सलाइन (TBS) में 5% नॉनफैट ड्राई मिल्क में ब्लॉकिंग की गई। झिल्ली को खरगोश एंटी-डेकोरिन प्राइमरी एंटीबॉडी (1:200 पतला; बोस्टर, वुहान, चीन) (1:200 पतला; बायोस, बीजिंग, चीन) के साथ 4°C पर रात भर इनक्यूबेट किया गया और दूसरे दिन प्रतिक्रिया की गई; द्वितीयक एंटीबॉडी (1:40,000 तनुकरण पर बकरी-विरोधी खरगोश इम्युनोग्लोबुलिन जी) को हॉर्सरैडिश पेरोक्सीडेज़ (बोस्टर, वुहान, चीन) के साथ कमरे के तापमान पर 1 घंटे के लिए मिलाया गया। एक्स-रे विकिरण के बाद केमिल्यूमिनेसेंट झिल्ली पर बढ़ी हुई केमिल्यूमिनेसेंस द्वारा वेस्टर्न ब्लॉट संकेतों का पता लगाया गया। घनत्वमापी विश्लेषण के लिए, बैंडस्कैन सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके ब्लॉट को स्कैन और मात्रा निर्धारित किया गया और परिणामों को लक्ष्य जीन इम्युनोरिएक्टिविटी और ट्यूबलिन इम्युनोरिएक्टिविटी के अनुपात के रूप में व्यक्त किया गया।
सांख्यिकीय गणनाएँ SPSS16.0 सॉफ़्टवेयर पैकेज (SPSS, USA) का उपयोग करके की गईं। अध्ययन के दौरान एकत्रित आंकड़ों को माध्य ± मानक विचलन (mean ± SD) के रूप में व्यक्त किया गया और दो समूहों के बीच अंतर निर्धारित करने के लिए एकतरफ़ा दोहराए गए माप विश्लेषण (ANOVA) का उपयोग करके विश्लेषण किया गया। P < 0.05 को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण माना गया।
इस प्रकार, कशेरुका शरीर में ऑटोलॉगस नैनोपार्टिकल्स को प्रत्यारोपित करके और वृहद शारीरिक अवलोकन, एमआरआई विश्लेषण, ऊतकीय मूल्यांकन और आणविक जैविक विश्लेषण करके एमसी का एक पशु मॉडल स्थापित करना, मानव एमसी के तंत्र का आकलन और समझने तथा नए चिकित्सीय हस्तक्षेप विकसित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन सकता है।
इस लेख को उद्धृत करने का तरीका: हान, सी. एट अल. लम्बर स्पाइन की सबकोंड्रल हड्डी में ऑटोलॉगस न्यूक्लियस पल्पोसस प्रत्यारोपित करके मॉडिक परिवर्तनों का एक पशु मॉडल स्थापित किया गया। साइ. रेप. 6, 35102: 10.1038/srep35102 (2016)।
वेइशॉप्ट, डी., ज़ानेटी, एम., होडलर, जे., और बूस, एन. लम्बर स्पाइन का चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग: लक्षणहीन स्वयंसेवकों में डिस्क हर्नियेशन और प्रतिधारण, तंत्रिका जड़ संपीड़न, एंड प्लेट असामान्यताएं, और पहलू संयुक्त ऑस्टियोआर्थराइटिस की व्यापकता। दर। रेडियोलॉजी 209, 661–666, doi:10.1148/radiology.209.3.9844656 (1998)।
कजेर, पी., कोर्सहोम, एल., बेंडिक्स, टी., सोरेनसेन, जेएस, और लेबोफ-ईड, के. मॉडिक 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 का आधिकारिक प्रकाशन 15, 1312–1319, doi: 10.1007/s00586-006-0185-x (2006)।
कुइस्मा, एम., एट अल. काठ कशेरुका एंडप्लेट्स में मॉडिक परिवर्तन: मध्य आयु वर्ग के पुरुष श्रमिकों में पीठ के निचले हिस्से में दर्द और साइटिका के साथ प्रसार और संबंध। स्पाइन 32, 1116–1122, doi:10.1097/01.brs.0000261561.12944.ff (2007)।
डी रूज़, ए., क्रेसेल, एच., स्प्रिट्ज़र, के., और डालिंका, एम. लम्बर स्पाइन के अपक्षयी रोग में एंड प्लेट के पास अस्थि मज्जा परिवर्तनों का एमआरआई। एजेआर. अमेरिकन जर्नल ऑफ रेडियोलॉजी 149, 531–534, doi: 10.2214/ajr.149.3.531 (1987)।
मोडिक, एमटी, स्टाइनबर्ग, पीएम, रॉस, जेएस, मासारिक, टीजे, और कार्टर, जेआर अपक्षयी डिस्क रोग: एमआरआई के साथ कशेरुका मज्जा परिवर्तनों का मूल्यांकन। रेडियोलॉजी 166, 193-199, doi:10.1148/radiology.166.1.3336678 (1988)।
मोडिक, एमटी, मासारिक, टीजे, रॉस, जेएस, और कार्टर, जेआर अपक्षयी डिस्क रोग की इमेजिंग। रेडियोलॉजी 168, 177–186, doi: 10.1148/radiology.168.1.3289089 (1988)।
जेन्सेन, टी.एस., एट अल. सामान्य आबादी में नियोवर्टेब्रल एंडप्लेट (मोडिक) सिग्नल परिवर्तनों के भविष्यवक्ता। यूरोपियन स्पाइन जर्नल: यूरोपियन स्पाइन सोसाइटी, यूरोपियन सोसाइटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी और यूरोपियन सोसाइटी फॉर सर्वाइकल स्पाइन रिसर्च का आधिकारिक प्रकाशन, डिवीजन 19, 129-135, doi: 10.1007/s00586-009-1184-5 (2010)।
अल्बर्ट, एच.बी. और मैनिश, के. लम्बर डिस्क हर्नियेशन के बाद मॉडिक परिवर्तन। यूरोपियन स्पाइन जर्नल: यूरोपियन स्पाइन सोसाइटी, यूरोपियन सोसाइटी ऑफ स्पाइनल डिफॉर्मिटी और यूरोपियन सोसाइटी फॉर सर्वाइकल स्पाइन रिसर्च का आधिकारिक प्रकाशन 16, 977–982, doi: 10.1007/s00586-007-0336-8 (2007)।
केरटुला, एल., लुओमा, के., वेहमास, टी., ग्रोनब्लाड, एम., और कापा, ई. मॉडिक टाइप I परिवर्तन तेजी से प्रगतिशील विकृत डिस्क अध: पतन की भविष्यवाणी कर सकते हैं: एक 1-वर्षीय संभावित अध्ययन। यूरोपियन स्पाइन जर्नल 21, 1135–1142, doi: 10.1007/s00586-012-2147-9 (2012)।
हू, जेडजे, झाओ, एफडी, फांग, एक्सक्यू और फैन, एसडब्ल्यू मॉडिक परिवर्तन: संभावित कारण और काठ डिस्क अध:पतन में योगदान। मेडिकल हाइपोथेसिस 73, 930-932, doi: 10.1016/j.mehy.2009.06.038 (2009)।
क्रोक, एच.वी. आंतरिक डिस्क टूटना। 50 वर्षों से अधिक डिस्क प्रोलैप्स की समस्याएँ। स्पाइन (फिला पा 1976) 11, 650–653 (1986)।