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目的:椎间盘退变是椎间盘突出和下腰痛的重要原因,但椎间盘退变的病理生理机制至今为止,仍无一个确切的答案。目前认为营养供应减少是椎间盘退变的始动因素,而其中终板途径被认为是椎间盘营养供应的主要途径。椎间盘退变时出现的一个特征性改变是椎间盘含水量的下降,水是椎间盘的主要营养成分之一,以前多认为其通过渗透作用进出椎间盘,但自从AQP被发现后,不少研究者认为水的跨膜转运主要是通过AQP介导。本研究拟探寻AQP在椎间盘退变中的作用,分析其与椎间盘水含量间的关系,并了解引起椎间盘退变的因素是否可以调控AQP的表达,以寻找出一种新的椎间盘退变的病理生理机制。方法1.应用破坏大鼠脊柱稳定性的方法建立椎间盘退变的动物模型,观察腰椎的X线改变;HE染色、甲苯胺蓝及Safranin O染色观察椎间盘组织学改变,评估椎间盘退变的程度。2.应用免疫组化和RT-PCR的方法检测椎间盘中AQPs表达的类型及空间分布。3.采取蛋白印迹、RT-PCR等分子生物学手段观察椎间盘退变过程中AQPs的表达变化情况。4.以免疫组化检测人腰椎间盘退变时AQPs在终板软骨中的表达,分析退变椎间盘中AQPs的表达变化与退变椎间盘MRI T2加权信号强度改变间的相关性。5.培养大鼠腰椎终板软骨细胞,观察细胞生物学特性,并行细胞的鉴定。6.利用AQPs的抑制剂氯化汞,观察其对终板软骨细胞增殖活性的影响,对鼠尾椎间盘组织学改变的影响,X线检测其对鼠尾椎间隙改变的影响。7.构建AQP3 siRNA表达载体,了解其对AQP3基因的沉默作用及其对终板软骨细胞合成蛋白多糖、胶原的影响。8.设计制作静水压装置,观察不同压力对终板软骨细胞合成蛋白多糖、Ⅱ型胶原的影响,对AQPs表达的调控作用。9.观察不同浓度的尼古丁对终板软骨细胞生物活性的影响及其对AQPs蛋白及mRNA表达的影响。结果:1.在正常大鼠的椎间盘组织中软骨细胞、纤维环细胞和髓核细胞皆有AQP1、