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背景:椎间盘退变(intervertebral disc degeneration disease;IVDD)是颈腰椎间盘突出、退变性椎管狭窄、腰椎滑脱和椎间盘源性腰痛等一系列疾病的主要原因。在国内;椎间盘退变的发病率呈极高态势。目前临床对颈腰痛的治疗主要是对症治疗;后期行外科手术行椎间盘切除脊柱融合术等。这些方法并没有针对椎间盘退变的病因进行干预;特别是椎间盘退变的早中期尚不需要外科介入时。外源性基因转染椎间盘细胞延缓其退变进程是近年来的研究热点;同时新型非病毒载体特别是超声微泡的兴起都为治疗早中期不需要手术治疗的 IVDD 提供了新的思路。 SIRT1属于III型组蛋白去乙酰化酶;哺乳动物中SIRTuins家族有7个成员。因与人类同源性高且近年来SIRT1在一些年龄相关性疾病的研究中表现出了积极的疗效;我们课题组前期研究也发现了 SIRT1 能抑制退变髓核细胞的凋亡。经典Wnt/β-catenin信号通路是调控细胞生长、发育和分化的关键途径;尤其在骨骼系统的形成发育过程中扮演了重要的角色;一系列研究表明Wnt/β-catenin通路的激活在椎间盘退变演进中扮演了一个促进角色。因此我们提出假设 SIRT1 在退变髓核细胞中可抑制经典Wnt/β-catenin信号通路的激活对椎间盘的退变起到 抑制作用。 目的:探讨载 SIRT1CDH2 阳离子纳米微泡(SIRT1/mAbCDH-2 CNBs)靶向介导SIRT1基因对退变髓核细胞的作用及相关的分子机制。 方法:取临床退变椎间盘;分离髓核细胞进行培养;机械震荡法合成CDH2阳离子微泡(SIRT1/mAbCDH-2 CNBs);利用荧光显微镜;电镜;zeta电位等检测合成微泡的理化性质。用分光光度计检测CDH2阳离子微泡载基因量及释放量。利用 SIRT1/mAbCDH-2 CNBs 介导SIRT1转染退变髓核细胞;采用荧光显微镜;western blot;CCK8;细胞流式检测转染情况。转染后利用 western blot 验证 SIRT1 与经典Wnt/β-catenin 信号通路的关系。建立兔椎间盘退变模型;采用注射法向兔退变椎间盘模型中注入 SIRT1/mAbCDH-2 CNBs;利用 MRI;免疫组化;AB染色检测治转染后效果。 结果:合成粒径大小为567.3±114.7 nm;表面电位15.34±2.19 mV;载基因量50.42±5.16%的SIRT1/mAbCDH-2 CNBs。转染后退变髓核细胞增值率增高;凋亡率下降;差异具有统计学意义(P<0.05)。II型胶原及蛋白多糖表达增加;转染 SIRT1 后 β-catenin 表达下降;GSK3-β表达增加;阻断 SIRT1 后 β-catenin 表达增加; GSK3-β 表达减少(P<0.05)。兔椎体MRI显示治疗组MRI指数高于对照组(P<0.05)。免疫组化结果转染组SIRT1阳性细胞数量多于对照组;AB染色转染组II型胶原表达量增加(P<0.05)。 结论:SIRT1/mAbCDH-2 CNBs 成功靶向介导SIRT1转染人退变髓核细胞;在体内外实验中证实SIRT1能促进髓核细胞外基质II型胶原及蛋白多糖的表达;从而抑制或者减缓椎间盘的退变。其潜在的分子机制与阻断经典的Wnt/β-catenin信号通路有关。