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目的:探讨四种不同浓度梯度的羟基喜树碱(10-Hydroxycamptothecin,HCPT)局部使用对椎板切除术后硬膜外瘢痕粘连的预防作用,并进一步从细胞水平探究其预防硬膜外粘连的具体机制。方法:将72只Sprague-Dawley雄性大鼠平均四组,分别是0.2 mg/ml组、0.1 mg/ml组、0.05 mg/ml和生理盐水对照组。采用1%浓度的戊巴比妥钠对所有大鼠予腹腔注射麻醉后,进行常规术前准备后,在L1-L2附近逐层进入后显露椎体后面,使用微小咬骨钳在L1椎板制造硬脊膜暴露区,面积大小约5mm×2mm,然后将各种不同浓度的HCPT和生理盐水在纱布的保护下局部应用于人工造成的骨缺损区,计时5分钟,然后使用预先准备好的无菌生理盐水冲洗残留药物,在关闭切口之前再次进行创口消毒,手术后连续3天使用抗生素肌肉注射治疗以预防感染。28天后再次进行手术,逐层打开,对硬膜外区域行瘢痕粘连的大体评估,心脏灌注处死后,取下目标椎体还有其周围的组织,对所有标本实行脱钙处理,然后使用石蜡包埋组织,行HE染色法在不同放大率的显微镜下观察不同浓度HCPT对椎板切除术后粘连的预防以及局部成纤维细胞增殖抑制的效果,硬膜外瘢痕中NOXA的表达量的情况由免疫组织化学染色法测定,TUNEL检测用来测定硬膜外瘢痕组织中成纤维细胞的凋亡率变化。体外培养成纤维细胞,予不同浓度的HCPT(0,1,2,4 μg/ml)刺激成纤维细胞,TUNEL染色法观察HCPT刺激成纤维细胞后细胞凋亡率的变化,Western-blot检测凋亡相关蛋白表达情况。予慢病毒载体敲除NOXA基因后,TUNEL染色法检测观察HCPT刺激后的成纤维细胞的凋亡率的变化,Western-blot检测NOXA以及凋亡相关蛋白的表达量变化。结果:本实验中所有的大鼠均未发生瘫痪、感染、死亡等现象。HE染色结果显示:0.2 mg/ml HCPT组、0.1 mg/ml HCPT组以及0.05 mg/ml HCPT组的瘢痕粘连程度明显好于对照组,而高倍镜下观察到HCPT治疗组硬膜外瘢痕组织中成纤维细胞数量明显少于对照组硬膜外瘢痕中的成纤维细胞的数量,差异具有统计学意义(P<0.05)。对于硬膜外瘢痕组织中成纤维细胞的TUNEL染色显示:成纤维细胞的凋亡率也升高趋势和HCPT的剂量趋势呈正相关。此外,硬膜外瘢痕组织中免疫组织化学染色结果显示HCPT治疗组中的NOXA表达量明显多于对照组中NOXA的表达量,伴随着HCPT浓度的升高,NOXA的表达量也呈现升高趋势,提示NOXA的表达量的增加可能与HCPT对硬膜外瘢痕粘连的抑制作用有关。体外细胞实验的结果显示HCPT能有效抑制成纤维细胞的细胞活性,TUNEL染色发现所有HCPT处理组的成纤维细胞凋亡率明显多于对照组。Western-blot结果显示应用不同浓度的HCPT刺激成纤维细胞后,NOXA,cleaved-PARP,Bax的表达量随着HCPT浓度的增高而升高,而Bcl-2的表达量则成相反趋势,此外,使用慢病毒技术敲除NOXA之后,我们通过TUNEL染色发现成纤维细胞的凋亡率相应的降低了,而且Western-blot结果也显示凋亡相关蛋白的表达量也随之降低。结论:HCPT可以有效的预防大鼠椎板切除术后硬膜外瘢痕粘连的形成,且其预防作用的潜在机制可能是通过上调NOXA的表达、促进成纤维细胞凋亡。