新生血管形成与椎间盘退变钙化相关性及作用机制研究

椎间盘退变是脊柱退行性病变的重要病因。研究证实椎间盘退变始于终板钙化，且退变钙化过程与新生血管形成相伴行，但具体作用至今不明。骨髓内皮前体细胞(Endothelial Progenitor Cells, EPCs)与新生血管形成密切相关，并具有多向分化潜能。我们提出以下假设：在椎间盘退变过程中，新生血管形成与退变钙化的演进过程相关，其作用不仅只限于"管道"输送，而是存在EPCs诱导转化直接参与钙化进程的可能。目前该领域尚未见相关研究报道。立足前期研究，本课题拟先构建改良大鼠椎间盘退变钙化模型，探讨血管形成与椎间盘退变钙化演进过程相关性;通过GFP荧光鼠骨髓移植检测在已建模型椎间盘病变进程中EPCs定位表达情况，并通过血管生成调控揭示其与椎间盘退变钙化的相关性;进一步通过体外应力诱导探索EPCs成骨分化可能涉及的信号传导通路。本研究将为椎间盘退变钙化补充新的发病机制，揭示新的治疗途径。

椎间盘退变性疾病是临床常见病、多发病。对于保守治疗无效的严重退变性疾病，手术治疗成为目前最为有效的一种治疗手段。但手术治疗仍会带来内固定失败、假体磨损、相邻节段退变和再次翻修手术等诸多问题。可见目前的治疗手段仍不满意。未来对这类疾病治疗的理想方法可能是运用组织工程再造椎间盘或者应用基因治疗手段阻断甚至逆转退变等等。而所有这些方法都立足于对椎间盘退变机制更为彻底、准确的了解。然而人类椎间盘退变的机制目前并未完全明了。因此，进一步深入探索椎间盘退变机制是脊柱外科的重要研究方向。.目前国内外有关退变椎间盘内新生血管形成的研究还相当有限。病理学研究证实退变椎间盘纤维环撕裂处的肉芽组织内存在微血管形成，并伴有广泛的神经末梢分布。椎间盘内新生血管形成是椎间盘损伤后的一种修复过程，同时具有促进退变、突出椎间盘吸收的作用。然而，新生血管在退变椎间盘内形成的原因、机制及在椎间盘退变过程中的具体作用尚不明确。针对于此的进一步研究将有助于深化对椎间盘退变机制的认识，具有重要的科学意义。.本项目取得的成果主要分为两个部分：.1、退变椎间盘内新生血管形成与钙化的相关性研究.从动物实验、人体组织标本病理学研究两个方面证实退变椎间盘内新生血管形成的具有普遍性。通过改良小鼠椎间盘退变钙化模型的构建证实椎间盘新生血管形成与钙化的具有相关性。椎间盘的钙化与患者腰痛VAS 评分是椎间盘内新生血管形成的两个重要因素。.2、椎间盘退变、新生血管形成机制的探讨.退变椎间盘内的新生血管不仅仅是通过周围组织内血管出芽增殖的方式形成，骨髓来源的EPC同样参与了椎间盘新生血管的形成。Caveolin-1通过Wnt/β-Catenin信号通路介导炎症细胞对髓核细胞的凋亡诱导作用；miR-34a可通过抑制Bcl-2的表达促进Fas 介导的终板软骨细胞凋亡；miR-27a通过靶蛋白PI3K调控髓核细胞的凋亡；TGF-β在髓核细胞中对CHSY1表达的调节依赖于其对MAPK通路的活化；HO-1在髓核细胞中具备抵抗炎症因子IL-1β介导的细胞外基质代谢紊乱。.本项目为椎间盘退变提出新的机制，通过本研究明确了新生血管形成与椎间盘退变钙化演变过程的相关性，揭示了多向分化潜能EPCs参与椎间盘新生血管形成的重要机制。为脊柱退变性疾病的治疗建立新的思路、提供新的治疗靶向。