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[背景]脊髓空洞(Syringomyelia,SM)是一种慢性进展性脊髓病变,随着空洞的增大,它将对周围的脊髓组织造成损害并引起感觉障碍、运动障碍、皮肤及神经营养障碍等一系列并发症。既往研究已提出脑脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)循环以及脊髓张力减低是影响SM的重要因素。目前临床上仍缺乏一个系统的干预手段,在前期的临床研究中已发现行Ⅰ期经后路全脊椎切除术(Posteriorvertebral column resection,PVCR)脊柱短缩不仅能降低脊髓张力保障脊髓安全,实现脊柱畸形的有效矫治,同时也改善了 CSF循环障碍,进而实现术后SM的控制及改善。但是目前PVCR术脊髓缩短脊髓张力降低对SM这一病理改变所带来的一系列生物学变化尚不清楚。[目的]在非交通性犬颈SM动物模型的基础上,进一步构建PVCR术脊柱短缩治疗犬颈SM的动物模型,动态抽取犬脑脊液标本,应用蛋白质组学的同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术联合液相色谱分离串联质谱技术(Liquid chromatography tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)筛选出不同时相点CSF的差异表达蛋白质(Differential expression protein,DEP),进一步运用 DAVID 数据库(The Database for Annotation,Visualization and integrated Discovery,DAVID)对出现差异表达的蛋白质所涉及的细胞信号转导通路进行查询和分析,利用相关信号转导通路和蛋白质相互作用分析来认识脊髓空洞(Syringomyelia,SM)的发病机制等并筛选出SM的潜在蛋白质生物标记物。为与SM发病机制相关的蛋白质进一步研究提供新的方向。[方法]以比格犬第7颈椎节段相应脊髓实质内注射微量kaolin的方法,构建非交通性犬颈脊髓空洞模型。造模后6周MRI筛选形成脊髓空洞犬,参考PVCR术标准技术流程,行犬第1腰椎全脊椎切除;并利用椎弓根钉棒系统,以可定量的脊柱位移控制器行经全脊椎切除间隙压缩。分别取Ⅰ(犬颈脊髓空洞术前)、ⅠW(颈脊髓空洞造模术后1周)、Ⅱ(PVCR术脊柱短缩后1周)、ⅡW(PVCR术脊柱短缩后2周)脑脊液应用iTRAQ技术筛选脊髓张力减低后早期不同时相点脑脊液的差异表达蛋白质,应用生物信息学技术对差异表达蛋白进行基因本体论功能注释(Gene Ontology,GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路注释及富集分析,并结合STRING(Search tool for the retrieval of interacting genes)蛋白互相作用网络研究,采用ELISA验证技术,筛选出脊髓张力减低诱导脊髓空洞缩小这一生物学过程中核心调控通路及相关蛋白。[结果]Ⅰ W/Ⅰ组共鉴定出442个蛋白,其中显著性差异表达蛋白152个(P<0.05),上调28个,下调124个。ⅡW/Ⅱ组共鉴定出562个蛋白,其中显著性差异表达蛋白133个(P<0.05),上调40个,下调93个。本研究对差异表达的蛋白质进行GO功能注释分析表明:分子功能注释分析显示以细胞外基质组织组分和细胞粘附分子活性为主。细胞组分注释分析显示以细胞外基质和质膜为主。生物进程注释分析显示差异蛋白参与蛋白质代谢、细胞生长与修复、免疫反应、新陈代谢等10种生物进程,其中参与蛋白质代谢和细胞生长与修复的差异蛋白比例分别为16.8%和16.2%。差异表达蛋白主要富集在补体系统、细胞粘附分子、PI3K/AKT信号通路等15条KEGG生物路径上。DAVID数据库对差异表达蛋白进行GO和KEGG显著富集分析显示PI3K/AKT信号通路在整个SM变化过程扮演重要角色,该通路中包括VWF、CSF1、COL6A3、YWHAB、COL1A2、RELN、VTN、COL1A1、KIT、SPP1 十个关键蛋白。其中 COL1A1、COL1A2、SPP1、CSF1共四个蛋白的表达经ELISA验证,结合HPLC-MS蛋白检测实验结果,COL1A1、COL1A2、SPP1表达变化趋势与iTRAQ结果一致。[结论]1.PI3K/AKT信号通路介导的细胞凋亡在kaolin诱导的SM形成过程中扮演重要角色。脊柱短缩脊髓低张可激活PI3K/AKT信号通路抑制细胞凋亡,对SM发挥修复作用。2.SPP1等差异表达蛋白与SM形成及干预后改善密切相关,可作为SM的潜在生物标记物加以深入研究。