不对称张力在C57BL/6鼠脊柱侧凸模型中对椎体骨骺及脊髓生长代谢的影响

特发性脊柱侧凸（IS）的治疗主要依靠支具和手术，其中手术是治疗的主要方法，但是，部分患者术后的效果不理想，甚至可能会出现失代偿。主要原因在于目前特发性脊柱侧凸的病因及其内在生物力学作用机制尚不清楚。本课题组前期研究表明脊髓脊柱生长不平衡所产生的不对称张力是IS致病和进展的重要因素，但其如何诱发侧凸，并进一步影响侧凸发展，却不清楚。本课题拟采用褪黑素基因敲除的双足C57BL/6鼠脊柱侧凸模型，用MicroCT、数字模拟有限元分析、活性氧检测、偏振光显微镜及电镜观察等技术，研究不对称张力在脊柱侧凸发生发展中的作用，探索不对称张力对椎体骺板及脊髓生长代谢的影响，揭示神经骨骼生长不平衡的生物力学特性及分子机制，从病理生理学角度阐明IS发病的神经-内分泌-骨骼系统通路，对明确IS病因及开辟新的治疗途径具有重要价值。

我们在大鼠脊柱侧凸模型中进行了生物力学的研究，以此探索不对称张力对椎体骺板生物力学和代谢的影响。大鼠脊柱侧凸模型的制造：采用SD大鼠，从左侧胸6至胸12做肋间栓系，去双侧前肢及尾巴，高笼饲养8周。使用有限元分析研究生物力学特性。从脊柱侧凸顶锥双侧终板获取骺板软骨，并通过Western blot分析胶原蛋白II，胶原蛋白IV，Sox9，RunX2, VEGF 和 Aggrecan蛋白。采用Micro-CT评估椎体凸凹侧微结构。研究结果表明，所有大鼠进行X片检查获得成功的脊柱侧凸，顶锥有限元分析表明凸侧张力更大。与凹侧相比，胶原蛋白II，胶原蛋白IV，Sox9，RunX2, VEGF 和 Aggrecan蛋白在凸侧表达更多，具有统计学意义。骨小梁的微结构在凸凹侧有显著性差异，与凸侧相比，凹侧在BV/TV 和Tb.N骨微结构参数显著降低，而在Tb.Sp骨微结构显著升高。通过这项研究表明，不对称张力在细胞水平和生物力学水平对椎体微结构改变有重要作用，而椎体骺板的生物力学特性和代谢不对称性对脊柱侧凸的发生发展有重要影响。该研究成果及相关论文已在SCI收录杂志发表：《J Orthop Surg Res》、《J Spinal Disord Tech》、《Tumour Biol》，另外有多篇与此课题相关的论文在《Spine》、《Eur Spine J》进行同行审稿。此外，以此课题的重要研究结论为依托，进一步申请到了“上海市优秀青年医师培养资助计划”和“上海交通大学医工交叉研究基金”，为后续研究创造了条件。