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第一部分椎间盘注射辛伐他汀的药代动力学以及毒理学研究目的:检验兔子椎间盘内注射一次辛伐他汀后28天内对整体器官和组织的药代动力学和毒理学,以提供支持人体临床试验所需的信息。方法:将12只雄性兔和12只雌性兔平均随机分成四组:对照组(0 mg/ml,Control组)、低剂量组(0.1 mg/ml,Low dose组)、中剂量组(1 mg/ml,Medium dose组)以及高剂量组(10 mg/ml,High dose组,n=6)。于每组L3/4、L4/5和L5/6椎间盘注射一次10 uL不同浓度的辛伐他汀。Low dose组和Medium dose组分别于术前,术后6 h,24 h,3 d,7 d,14 d,28 d进行采血,高剂量组则在术前,术后0.5 h,1 h,3 h,5h,8 h,24 h,3 d,7 d,14 d,28 d进行采血,血液通过液相二级质谱进行药代动力学检测。于术前,术后3 h,5 h,8 h,24 h,3 d,7 d,14 d,28 d的获取脑脊液,检测其药物浓度。在实验前以及处死动物前对所有动物的血常规、血生化和尿常规进行分析评估。在第28 d对所有动物进行尸体解剖。观察各器官大体形态并称重心脏、肾、肝和脾等。椎间盘组织进行苏木精和伊红(H&E)染色,然后使用光学显微镜定性分析。结果:兔子椎间盘内注射辛伐他汀后28 d,所有兔子体重平稳上升,4组动物之间的体重差异无统计学意义(p>0.05);4组动物之间的食物残余量差异无统计学意义(p>0.05);4组动物之间的血常规、血生化以及尿常规结果差异无统计学意义(p>0.05);4组动物之间各脏器的重量差异无统计学意义(p>0.05);辛伐他汀血清浓度都是低于最小可测定浓度;Control组、Low dose组、Medium dose组椎间盘组织学评分之间无差异(p>0.05),但High dose组的椎间盘组织学在28 d时评分较Control组、Low dose组、Medium dose组均增高(p<0.05)。结论:兔子椎间盘内注射辛伐他汀后28 d,通过体重、食物消耗、血常规、血生化、尿常规、脑脊液检查和尸检时的大体观察显示雌雄两种动物椎间盘内注射三种剂量的辛伐他汀均无毒害作用。显微镜下椎间盘组织学评估显示High dose组对椎间盘组织具有损害作用。第二部分椎间盘内注射辛伐他汀缓释凝胶治疗兔子盘源性腰痛的效果及剂量效应研究目的:验证椎间盘内注射辛伐他汀缓释凝胶治疗兔子椎间盘源性腰痛(Discogenic low back pain,DLBP)的有效性。方法:X线辅助下,用21G的针对36只新西兰兔子L1/2、L3/4及L5/6椎间盘进行穿刺以建立DLBP模型。2周后于椎间盘内注射辛伐他汀,36只新西兰兔子被分成两组,G1组的L1/2为椎间盘退变节段(Degenerative disc disease,DDD组)、L2/3为正常组(Control组)、L3/4作为中剂量治疗节段(1 mg/ml,DDD+Medium组)、L4/5为正常组、L5/6作为椎间盘退变+水凝胶节段(DDD+GEL组)。G2组L1/2为椎间盘退变节段、L2/3为正常组、L3/4作为低剂量治疗节段(0.3 mg/ml,DDD+Low组)、L4/5为正常组、L5/6作为高剂量治疗节段(3 mg/ml,DDD+High组)。每周记录兔子的体重以及食物残余量。在实验前以及处死动物前对所有动物的血液常规、血生化和尿液进行分析评估。注射辛伐他汀后4周、12周、24周处死兔子,处死前进行影像学X线评估椎间高度指数(Disc height index,DHI),MRI评估椎间盘信号强度改变;处死后获取椎间盘组织进行椎间盘含水量的测定。结果:X线结果显示,注射药物后的第12,24周时,DDD+High组的%DHI较DDD组及DDD+GEL组都增加(p<0.05)。MRI结果显示,注射药物后的第12,24周时,DDD+High组的MRI评分较DDD组及DDD+GEL组都增高(p<0.05)。组织学评分的结果显示,DDD+High组的组织学分数较DDD组降低(p<0.05)。椎间盘含水量结果显示,注射药物后的第4,12,24周时,DDD+High组的椎间盘水含量较DDD组及DDD+GEL组都增高(p<0.05)。结论:验证了辛伐他汀在兔子DLBP模型中的治疗功效及剂量效应。辛伐他汀椎间盘内注射是一种治疗DLBP有效的策略。第三部分椎间盘内注射辛伐他汀治疗大鼠椎间盘源性腰痛的作用及其可能机制目的:研究椎间盘内注射辛伐他汀治疗大鼠椎间盘源性腰痛(Discogenic low back pain,DLBP)的作用及其可能机制。方法:本实验总共使用30只雌性成年大鼠。其中20只大鼠随机平均分成假手术组(Control组)、椎间盘退变组(DDD组)、椎间盘退变+水凝胶组(DDD+GEL组)、椎间盘退变+辛伐他汀组(DDD+SIM组,n=5)。于术前、术后1 d,1周,2周,3周,4周,5周,6周,7周,8周分别检测大鼠的机械性痛阈、冷觉、以及其站立饮水情况。于8周时处死大鼠,PCR定量检测大鼠椎间盘内κ基因结合核因子(Nuclear factor-k-gene,NF-κB1)、细胞核因κp65蛋白(Nuclear factor kappa p65protein,Rel A)、生长关联蛋白43(Growth-associated protein 43,GAP43)、P物质(Substance P,SP)、降钙素基因相关肽(Calcitonin gene-related peptide,CGRP)、瞬时受体电位阳离子通道是亚家族M成员8(Transient receptor potential cation channels are subfamily M member 8,TRPM8)、白细胞介素1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)及转化生长因子-α(Transforming growth factor-alpha,TNF-α);大鼠椎间盘相对应的背根神经节(Dorsal root ganglion,DRG)及足底皮肤GAP43、和TRPM8的含量。对相应的椎间盘进行H&E、奥辛蓝(Alcin Blue)以及油红O(Safronin O)染色来检测其退变情况。结果:各组机械性痛阈在各个时间点差异无统计学意义。从术后第1 d至第8周,DDD组的冷觉反应较Control组增高(p<0.05)。术后第7、8周,DDD+SIM组的冷觉反应较DDD+GEL组降低(p<0.05)。DDD组10 min站立饮水的平均时间较Control组从第2周至第8周均降低(p<0.05)。DDD+SIM组10 min站立饮水的平均时间较DDD+GEL组在第6、7、8周均增高(p<0.05)。DDD+SIM组椎间盘内NF-κB1、Rel A、GAP43、SP、CGRP、TRPM8、IL-1β及TNF-α的含量较DDD组下降(p<0.05);大鼠足底皮肤GAP43和TRPM8的含量下降(p<0.05);DRG中TRPM8的含量下降(p<0.05)。结论:辛伐他汀,一方面通过抑制椎间盘内神经纤维的长入,另一方面通过NF-κB途径降低了椎间盘内炎症因子的含量(炎症因子会刺激椎间盘内新生的神经)以达到缓解疼痛的效果。但具体机制仍需进一步研究,本研究为DLBP的治疗提供新的策略和可能靶点。