這項研究可能有助于開發(fā)新的治療脊柱神經(jīng)生長異常的方法
約翰·霍普金斯醫(yī)學(xué)研究人員在對基因工程和老小鼠的實驗中說,他們已經(jīng)增加了證據(jù),證明人們絕大多數(shù)的腰痛可能是由于疼痛感知神經(jīng)過度生長到脊髓軟骨組織中所致。
據(jù)估計,全世界80%的人一生中都會經(jīng)歷腰痛,有時是由于緊張或受傷。但是研究人員說,絕大多數(shù)的腰痛都是在沒有受傷的情況下出現(xiàn)的,特別是在年齡較大的時候。
新的實驗旨在研究是否一個疼痛的過度生長的感覺神經(jīng)進入軟骨終板在脊柱可能是這些不明原因的病例的根源。
這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在12月10日的《自然通訊》上,最終可能有助于開發(fā)針對脊柱異常神經(jīng)生長的新療法。
脊柱可以被定性為一系列關(guān)節(jié),每個關(guān)節(jié)由一個骨性的脊椎骨、一個椎間盤和一層稱為軟骨終板的軟組織組成,這些軟組織緩沖脊椎骨,以保護它們免受身體的重量。
軟骨終板是坐墊,使它更舒適。但是,就像膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的類似組織一樣,隨著時間的推移,它會屈服于磨損。
徐操,博士D.,Lee Riley矯形外科教授,約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院約翰霍普金斯細(xì)胞工程研究所研究員
曹國偉說,長期以來,他和他的團隊一直懷疑構(gòu)成脊柱的組織發(fā)生與年齡有關(guān)的變化,為神經(jīng)異常生長提供了肥沃的土壤,使脊柱的正常負(fù)重工作變得痛苦。
為了研究這個想法,曹和他的團隊分析了20多個月大的老鼠的脊椎骨終板樣本,人類相當(dāng)于70-80歲。研究人員發(fā)現(xiàn),老鼠脊椎中柔軟的軟骨組織變得硬化,類似于彌漫性骨,具有瑞士奶酪狀結(jié)構(gòu)。
在以前的研究中,曹的團隊報告說,老化或不穩(wěn)定的脊柱會誘導(dǎo)軟骨終板轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗫椎墓墙Y(jié)構(gòu),為神經(jīng)穿透骨的致密結(jié)構(gòu)提供空間。一種特殊的細(xì)胞類型,稱為破骨細(xì)胞,創(chuàng)造了多孔骨結(jié)構(gòu),其中軟骨應(yīng)該是。曹認(rèn)為,也許破骨細(xì)胞在此過程中分泌的信號分子netrin-1會引起異常的神經(jīng)生長和由此產(chǎn)生的背痛。
“軟骨通常沒有神經(jīng)和血管。然而,當(dāng)軟骨成為一種多孔的骨結(jié)構(gòu),神經(jīng)纖維的生長,它可能是背痛的來源,”曹說。
為了進一步驗證這一想法,曹和他的同事首先在顯微鏡下分析了老小鼠刺中的組織樣本,用熒光標(biāo)簽標(biāo)記了造孔的破骨細(xì)胞和神經(jīng)纖維。他們發(fā)現(xiàn)破骨細(xì)胞和神經(jīng)纖維存在于椎體的相同區(qū)域,這表明破骨細(xì)胞可能以某種方式信號神經(jīng)生長,也許與netrin-1有關(guān)..
接下來,研究小組設(shè)計了一個實驗,阻止破骨細(xì)胞產(chǎn)生異常的“瑞士-奶酪”骨生長和分泌netrin-1,看看軟骨組織中的神經(jīng)生長-以及伴隨的疼痛-是否可以停止。
他們通過基因改造小鼠,使其缺乏編碼破骨細(xì)胞形成的基因,并對小鼠進行了手術(shù),使其椎骨之間的關(guān)節(jié)不穩(wěn)定,這類似于在腰痛患者中看到的類似的不穩(wěn)定性。研究人員發(fā)現(xiàn),缺乏破骨細(xì)胞的小鼠在其椎骨末端板上的疼痛感知神經(jīng)比攜帶該基因的小鼠少。
曹說,這些結(jié)果表明,軟骨終板的多孔結(jié)構(gòu)是一個重要的線索,以了解如何無法解釋的腰痛發(fā)展。他的團隊接下來計劃進行實驗室實驗,使用減緩異常骨生長的化合物來測試它們治療腰痛的潛力。
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