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第一部分:低剂量X线照射对离体的兔骨髓间充质干细胞增殖和细胞周期的影响目的:对兔骨髓间充质干细胞(MSCs)体外培养、扩增及鉴别,低剂量X线照射后经流式细胞仪检测其细胞周期时相的分布及细胞凋亡,CCK-8检测其增殖活性,并探讨照射后的MSCs增殖活性与MAPK/ERK信号通路的关系,为进一步研究提供实验基础。方法:于胫骨结节处穿刺抽取5mL骨髓,在倒置显微镜下观察其原代及传代后细胞状态,经流式细胞仪检测细胞表面标记物CD34、CD44、CD90的表达,证明是MSCs。以CCK-8法检测照射后细胞的增殖情况,取增殖效应最好的剂量组MSCs行Western-blot,观察X线照射对MSCs的增殖性与MAPK/ERK信号通路的关系。结果:体外成功培养并扩增兔MSCs细胞,细胞高表达CD44、CD90、不表达CD34。CCK-8法检测结果表明75mGy低剂量照射后,可明显刺激MSCs的增殖,与假照射组相比有统计学意义(P<0.05)。Western-blot显示X线照射后通过影响MAPK/ERK信号通路而刺激MSCs的增殖,与假照射组相比具有统计学意义(P<0.05)。结论:密度梯度法分离培养的细胞为MSCs,X线照射后影响其细胞周期并通过调节MAPK/ERK信号通路而刺激MSCs的增殖活性。第二部分:低剂量X线照射的骨髓间充质干细胞对兔椎间盘退变的早期修复作用目的:探讨低剂量X线照射的兔骨髓间充质干细胞(MSCs)移植修复兔椎间盘退变的有效性。方法:新西兰白兔20只,随机分为3组:1)正常组(n=4),不做任何处理;2)对照组(n=8),单纯建立兔椎间盘退变模型;3)实验组(n=8),进行退变模型建立并行低剂量X线照射的MSCs移植治疗。移植入退变椎间盘后4周、6周,每个时间点正常组2只,对照组4只,实验组4只,行腰椎侧位X线检查,并计算椎间盘高度指数(DHI);腰椎MRI测量椎间盘T2加权像信号强度变化;HE染色观察椎间盘退变程度并分级;RT-PCR检测椎间盘II型胶原及聚集蛋白聚糖的基因表达。结果:DHI在正常组未见明显下降,实验组及对照组可见轻度狭窄,但实验组DHI%与对照组相比具有差异(P<0.05)。MRI结果显示实验组与对照组椎间盘信号强度均有不同程度的下降,但实验组信号强度明显强于对照组,且具有统计学意义(P<0.05)。组织学检查结果显示,对照组纤维环明显紊乱;实验组纤维环结构层状结构稍紊乱,可见新鲜的髓核组织,组织学评分提示实验组评分明显优于对照组(P<0.05)。RT-PCR结果表明实验组II型胶原及聚集蛋白聚糖mRNA表达水平与对照组相比具有明显差异(P<0.05)。结论:低剂量X射线照射的骨髓间充质干细胞移植到椎间盘退变,X射线,MRI,病理检测、RT-PCR进一步证实可以延缓椎间盘退变,可促进椎间盘II型胶原及聚集蛋白聚糖的基因表达,能有效地修复椎间盘退变,具有光明的前景。