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血小板衍生生长因子DD对人肌腱源性干细胞增殖和多向分化能力的影响

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中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6649-6655页

作者：文华伟张青松汤明李亚楠谈鸿飞方禹舜武汉市第四医院湖北省武汉市430030 湖北省运动医学中心湖北省武汉市430030

背景:慢性肩袖损伤常伴有肌腱退变和肌腱干细胞功能受损,血小板衍生生长因子DD作为一种重要的细胞因子,对干细胞增殖和分化具有调节作用。目的:探讨血小板衍生生长因子DD对人慢性肩袖损伤组织来源肌腱干细胞增殖和多向分化能力的影响。... 详细信息

背景:慢性肩袖损伤常伴有肌腱退变和肌腱干细胞功能受损,血小板衍生生长因子DD作为一种重要的细胞因子,对干细胞增殖和分化具有调节作用。目的:探讨血小板衍生生长因子DD对人慢性肩袖损伤组织来源肌腱干细胞增殖和多向分化能力的影响。方法:获取人体慢性肩袖损伤组织标本并体外分离培养肌腱干细胞,免疫荧光染色观察细胞的骨架形态,流式检测肌腱干细胞表型表达。将肌腱干细胞分成2组:对照组不进行任何干预,血小板衍生生长因子DD组以5μg/mL血小板衍生生长因子DD干预,通过细胞增殖实验和三系分化实验评估血小板衍生生长因子DD对肌腱干细胞增殖和多向分化能力的影响。结果与结论:①血小板衍生生长因子DD组EdU阳性细胞数量较对照组显著增加(P<0.05),且肌腱干细胞更早进入快速增殖期,细胞呈对数增长;②血小板衍生生长因子DD组油红O染色、阿利新蓝染色、茜素红染色阳性面积较对照组明显增大(P<0.05);③上述结果表明,血小板衍生生长因子DD显著促进肌腱干细胞的增殖和成脂、成骨、成软骨分化。

关键词：肌腱干细胞肌腱源性干细胞血小板衍生生长因子DD 肩袖损伤肩袖修复工程化干细胞

双侧经皮椎体强化术中不同骨水泥填充量及分布形态的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2006-2014页

作者：包雄吴枭唐锡杰张友高蔡进奎李章华武汉大学中南医院湖北省武汉市430062 武汉科技大学医学院湖北省武汉市430081 武汉市第三医院骨科湖北省武汉市430074

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水... 详细信息

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水泥填充量及分布形态对骨折椎体生物力学的影响。方法:建立L_1-L_3骨质疏松有限元模型,在L_2节段模拟椎体压缩骨折,在骨质疏松性椎体压缩骨折模型上分别模拟4 mL及6 mL骨水泥注入量及双侧部分融合(FH型)、完全融合(FO型)、对称分离(SA型)、非对称分离(SN型)4种骨水泥分布形态,共获得9组模型。在相同边界条件下进行三维有限元求解,比较L_2骨折椎体的应力及位移。结果与结论:(1)9组模型的最大应力均集中于L_2骨折区域,各骨水泥填充骨折模型的L_2最大应力和最大位移均小于无骨水泥填充骨折模型,说明骨水泥填充治疗骨质疏松性椎体压缩骨折有效;(2)与4 mL骨水泥填充相比,6 mL骨水泥填充在提高骨折椎体稳定性的同时可显著降低骨折椎体应力,增强椎体强度;(3)在相同运动状态下,FH型组骨折椎体应力均为最小,其次为SA型组,该两组接近,FO型组骨折椎体应力最大,在侧弯动作中尤为明显,可能与骨水泥团块形状导致侧方应力集中有关;FH型组骨折椎体位移最小,FO型组骨折椎体位移最大;(4)结果显示,增加骨水泥注入剂量可以降低骨折椎体应力,提高稳定性,但会增加渗漏风险;双侧对称弥散分布骨水泥(FH型、SA型)在恢复椎体强度及稳定性上均优于完全融合、非对称分离骨水泥,因此,临床上行双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折时,首先保证双侧对称弥散分布,优先推荐双侧部分融合型分布,可获得合适的应力刺激及较好的稳定性。

关键词：骨水泥骨质疏松椎体压缩骨折经皮椎体强化有限元分析

PLGA/赖氨酸接枝氧化石墨烯纳米粒子复合支架对MC3T3细胞成骨分化的影响

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中国组织工程研究 2025年第4期29卷 707-712页

作者：余双奇丁凡万松陈伟张学俊陈东李强林作丽武汉市普仁医院脊柱外科湖北省武汉市430081 武汉市普仁医院社医办湖北省武汉市430081

背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)... 详细信息

背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合支架对成骨分化及新骨形成的影响。方法:将PLGA溶于二氯甲烷中,利用溶剂挥发法制备PLGA支架;将氧化石墨烯均匀分散于PLGA溶液中制备PLGA/GO复合支架;利用化学接枝法制备LGA-g-GO纳米粒子,将LGA-g-GO纳米粒子按不同的质量比(1%,2%,3%)与PLGA共混构建出PLGA/LGA-g-GO复合支架。表征5组支架的微观形貌、亲水性、蛋白吸附能力。将MC3T3细胞分别接种于5组支架表面,检测细胞增殖与成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下可见PLGA支架表面光滑平坦,其余4组支架表面粗糙,并且随着LGA-g-GO纳米粒子加入量的增加,复合支架的表面粗糙程度加重;PLGA/LGA-g-GO(3%)复合支架的水接触角低于其他4组支架(P<0.05);PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)复合支架的蛋白吸附能力强于PLGA、PLGA/GO支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)复合支架可促进MC3T3细胞的增殖;碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)组细胞碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05),PLGA/GO组、PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)组钙沉积多于PLGA组(P<0.05);③结果表明,PLGA/LGA-g-GO复合支架能够促进成骨细胞的增殖和成骨分化,有利于骨损伤后的骨再生和骨重建。

关键词：聚乳酸-羟基乙酸共聚物赖氨酸氧化石墨烯纳米粒子复合支架骨再生生物组织工程

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干细胞的趋电性迁移及机制

中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4984-4992页

作者：韩芳舒晴贾绍辉田峻武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 武汉大学中南医院骨科康复科湖北省武汉市430071

背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,... 详细信息

背景:随着对干细胞技术研究的深入,如何使其准确归巢成为临床应用中的一大难题。除药物和趋化因子等信号的诱导外,电场也被广泛应用于指导干细胞的定向迁移,并可增强其迁移速度和定向性。目的:旨在分析总结电场对干细胞迁移特性的影响,同时综述可能的作用机制。方法:通过检索Pub Med和中国知网数据库,收集截至2024年3月的相关文献,英文检索词:“stem cells,direct current electric field,pulsed electric field,migration,electric field device,mechanism”;中文检索词:“干细胞,直流电场,脉冲电场,迁移,电场装置,机制”。排除不能获取全文和与主题无关的文献。结果与结论:根据筛选要求共纳入58篇文献,包括中文文献15篇及英文文献43篇。文献以脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、人胚胎干细胞和人诱导性多功能干细胞为研究对象,在迁移装置中研究电场的不同参数对上述干细胞迁移的影响及其机制。(1)电场作为一种简单、无创且稳定的干预方式在指导干细胞定向迁移的过程中起着积极作用;(2)不同类型的干细胞发生趋电性迁移的方向不同,同时大部分干细胞的迁移速度和定向性是随着电场强度增加而增加的;(3)不同的电场装置在观测干细胞迁移时的侧重点不同,可根据实验目的而择优选择相关装置;(4)不同干细胞趋电性迁移的机制不完全相同,多数干细胞迁移过程中有MAPK通路、ROCK活化以及PI3K功能的参与,同时还有其他蛋白质复合物与信号通路参与调控该过程;(5)除电场参数不同之外,细胞本身的衰老情况和培养环境也会对趋电性迁移的结果产生影响。总而言之,电场作为一种影响干细胞迁移特性的重要信号,与其他新兴材料结合在组织工程应用中展现出了一定的潜力,有望在指导干细胞归巢方面发挥更加重要的作用,促进骨组织再生和修复以及神经系统、自身免疫系统以及肿瘤等疾病的研究取得更大的突破。

关键词：干细胞电场趋电性迁移机制归巢效应物理因子电场装置细胞衰老培养环境

不同内植物固定耻骨上下支骨折生物力学特征的比较

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中国组织工程研究 2025年第27期29卷 5757-5764页

作者：饶鑫蒋代翔鲁辉罗杨兴李盟刘定玺吴启梅刘融武汉科技大学附属普仁医院骨科湖北省武汉市430081 武汉科技大学医学院湖北省武汉市430065 武汉科技大学附属普仁医院创新与转化研究所湖北省武汉市430081 武汉科技大学机械工程学院湖北省武汉市430080 武汉刘三屋中医骨伤医院湖北省武汉市430200

背景:经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板广泛应用于单侧耻骨支骨折中,但存在误穿髋关节和损伤骨盆内侧滋养动脉等缺点。一种新型逆行耻骨上支髓内钉治疗骨盆前环骨折拥有透射次数少和手术时间短等优点,但目前缺乏上述3种内植物生物力学特... 详细信息

背景:经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板广泛应用于单侧耻骨支骨折中,但存在误穿髋关节和损伤骨盆内侧滋养动脉等缺点。一种新型逆行耻骨上支髓内钉治疗骨盆前环骨折拥有透射次数少和手术时间短等优点,但目前缺乏上述3种内植物生物力学特征的验证。目的:通过有限元分析方法,比较在不同工况下经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板和逆行耻骨上支髓内钉治疗耻骨上下支骨折的生物力学差异。方法:收集1名志愿者的骨盆CT数据,将数据导入mimics 20、Geomagic Wrap 2021、Soildworks 2019中,建成3种内固定治疗单侧耻骨支骨折的几何模型,分别为空心螺钉组、钢板组、髓内钉组。分别将上述模型导入Ansys 2022软件设置垂直工况、开书样工况、剪切工况进行前处理和计算,比较分析内植物的力学稳定性。结果与结论:①在垂直工况下,空心螺钉治疗单侧耻骨骨折的生物力学稳定性较钢板和髓内钉更为优秀,其内植物应力峰值最小,其余两组对比空心螺钉组峰值增加4倍以上;②在开书样工况下,钢板治疗单侧耻骨骨折有更好的生物力学稳定性,钢板组降低耻骨上支断端应力有较好表现,其他两组的应力较钢板组增加5倍以上;③在剪切工况下,髓内钉治疗单侧耻骨骨折表现出良好的生物力学稳定性,其维持骨盆位移效果最佳,其他两组骨盆位移比髓内钉组增加了25%以上;④提示不同内植物在生物力学上存在差异性:逆行经皮空心螺钉在垂直工况下内植物应力峰值最小,微创经皮钢板在开书样工况下减小耻骨上支断端应力最优,逆行耻骨上支髓内钉在剪切工况下骨盆位移最小,可以将内植物生物力学差异性与患者临床实际情况相结合,选择最优内植物治疗方式。

关键词：耻骨上下支骨折经皮逆向空心螺钉微创经皮钢板逆行耻骨上支髓内钉有限元分析生物力学

视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者下肢生物力学特征的影响

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中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4223-4229页

作者：张思卓刘骁蒨王广兰武汉商学院湖北省武汉市430079 武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079

背景:由于本体感觉缺陷,前交叉韧带重建后运动者可能会使用代偿性稳定策略,将感觉重新加权到更可靠的视觉刺激。然而,尚不清楚视觉信息受到干扰时,其下肢生物力学特征会如何改变。目的:探究视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者和健康运动... 详细信息

背景:由于本体感觉缺陷,前交叉韧带重建后运动者可能会使用代偿性稳定策略,将感觉重新加权到更可靠的视觉刺激。然而,尚不清楚视觉信息受到干扰时,其下肢生物力学特征会如何改变。目的:探究视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者和健康运动者单腿着陆时下肢运动学、动力学特征的影响。方法:招募20名前交叉韧带重建术后运动者和20名健康运动者,随机经历睁眼和视觉干扰2种不同的视觉条件,并分别在2种视觉条件下完成单腿着陆。采用频闪眼镜进行视觉干扰,频率设为3 Hz,即睁眼0.1 s,闭眼0.233 s。应用红外高速运动捕捉系统(200 Hz)采集患侧/优势侧下肢的运动学参数,应用三维测力台(1 000 Hz)采集下肢动力学参数。采用双因素重复测量方差分析确定组别和视觉条件对运动学、动力学变量的影响。结果与结论:(1)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在初始着地时刻的膝关节外翻角度(P=0.026)和踝关节内翻角度(P=0.006)显著升高;(2)与睁眼条件相比,视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者在膝关节屈曲峰值时刻的膝关节外翻角度(P <0.001),但对健康运动者没有显著影响(P=0.527);(3)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在膝屈曲峰值时刻的髋关节伸直力矩显著升高(P=0.047),膝关节伸直力矩显著降低(P=0.001)。结果表明:视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者膝关节外翻和踝关节内翻角度,这可能会增加前交叉韧带损伤/二次损伤和踝关节外侧扭伤的风险。此外,视觉干扰使运动者在矢状面表现出负荷向近端转移的代偿策略。

关键词：视觉干扰频闪眼镜前交叉韧带重建单腿着陆运动学动力学生物力学运动者

聚集诱导发光纳米探针在前列腺癌光热诊疗中的应用

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3400-3409页

作者：桂斌姜楠黄鑫钟方璐王治文刘乾辉郭宇昕陈粤瑛蒲欢邓倾武汉大学人民医院超声影像科湖北省武汉市430060

背景:基于“分子内运动受限”这一机制构筑的新型聚集诱导发光荧光探针可用于疾病标志物的检测、肿瘤诊断、细菌成像识别等多个方面。目的:构建基于聚集诱导发光的近红外二区纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,探讨其用于前列腺癌靶向近红外... 详细信息

背景:基于“分子内运动受限”这一机制构筑的新型聚集诱导发光荧光探针可用于疾病标志物的检测、肿瘤诊断、细菌成像识别等多个方面。目的:构建基于聚集诱导发光的近红外二区纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,探讨其用于前列腺癌靶向近红外二区荧光成像及光热治疗的潜能。方法:以卵磷脂、聚乙二醇磷脂、叶酸-聚乙二醇磷脂、聚集诱导发光分子2TT-oC26B为原料,采用纳米沉淀法合成叶酸靶向纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,对其进行基本表征。选取PC3人前列腺癌细胞、人脐静脉内皮细胞为实验对象,检测纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性与光照毒性;选取PC3人前列腺癌细胞为实验对象,采用流式细胞术和钙黄绿素/碘化丙啶染色法检测该纳米探针的光热治疗效果。选取BALB/C裸鼠腹部皮下注射PC3人前列腺癌细胞建立肿瘤模型,尾静脉注射纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs后立即对小鼠进行近红外二区荧光成像,12 h后激光照射肿瘤5 min,14 d内观察光热治疗效果。结果与结论:①纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs呈球形,平均粒径(171.0±0.3)nm,具有广谱光吸收能力和延伸至近红外二区的尾部发射,在激光辐照下可发出明亮的近红外二区荧光信号;②纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性低、光毒性高;流式细胞术及钙黄绿素/碘化丙啶染色法显示,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs对PC3人前列腺癌细胞具有明显的光热杀伤效果;③纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs成功实现了对活体小鼠血管的近红外二区荧光成像,并确认了在肿瘤部位的最大富集时间为12 h,估算后肢腿部及腹部单根血管的血管宽度分别为0.63 mm和0.42 mm,治疗后14 d小鼠肿瘤体积明显减小;④结果表明,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs能有效实现前列腺癌的近红外二区荧光成像及光热治疗,有望为前列腺癌的早期诊断及联合治疗提供新手段。

关键词：前列腺癌聚集诱导发光纳米探针近红外二区荧光成像光热治疗诊疗一体化

神经肌肉训练对膝骨关节炎患者疼痛和功能影响的Meta分析

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1945-1952页

作者：孙韫頔程露露万海丽常赢熊雯娟夏渊武汉体育学院运动医学院湖北省武汉市430079 安徽中医药大学安徽省合肥市230012 湖北省直属机关医院湖北省武汉市430000

目的:神经肌肉训练是近年来较新的一种综合康复治疗方法,对膝骨关节炎的疗效尚存在争议。此次研究通过系统Meta分析评价神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:全面检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献数据库、PubMed、We... 详细信息

目的:神经肌肉训练是近年来较新的一种综合康复治疗方法,对膝骨关节炎的疗效尚存在争议。此次研究通过系统Meta分析评价神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:全面检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献数据库、PubMed、Web of Science、Cochrane Library、EBSCO和Embase文献数据库中有关神经肌肉训练治疗膝骨关节炎的临床随机对照试验,时间从各数据库建库至2023年10月,神经肌肉训练组(试验组)使用神经肌肉训练或以神经肌肉训练为主要干预方式;对照组为空白组或采用常规康复治疗。结局指标包括西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数评分(The Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)、行走计时、膝关节稳定性、30 s内膝关节最大弯曲次数。采用Cochrane偏倚风险评估工具和物理治疗证据数据库量表确定纳入文献质量,使用RevMan5.4软件进行Meta分析。结果:共纳入11项临床随机对照试验,纳入样本量628例。Meta分析结果显示:①WOMAC疼痛评分试验组优于对照组(SMD=0.38,95%CI:0.08-0.69,P=0.01);②膝关节稳定性和30s内膝关节最大弯曲次数试验组均优于对照组(膝关节稳定性:SMD=0.57,95%CI:0.23-0.92,P=0.001;30 s内膝关节最大弯曲次数:SMD=0.35,95%CI:0.05-0.65,P=0.02);两组均可提高膝骨关节炎患者行走速度,改善行走能力,但差异无显著性意义(行走计时:SMD=-0.22,95%CI:-0.48-0.03,P=0.09);③WOMAC身体功能评分试验组优于对照组(SMD=-0.79,95%CI:-1.30至-0.28,P=0.002)。结论:神经肌肉训练可以有效改善膝骨关节炎患者的疼痛,增强膝关节稳定性,促进功能恢复,但仍需要更多高质量随机对照试验进一步研究证实。

关键词：膝骨关节炎疼痛功能神经肌肉训练随机对照试验 Meta分析

KRT18与mRNA及长链非编码RNA互作调控椎间盘髓核细胞损伤的机制

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 312-321页

作者：刘钟元李扬张志文湖北中医药大学针灸骨伤学院湖北省武汉市430061 湖北中医药大学附属医院、湖北省中医院、湖北省中医药研究院湖北省武汉市430061

背景:椎间盘中差异表达的RNA结合蛋白在椎间盘退变中发挥着关键作用,其中RNA结合蛋白KRT18水平的降低与椎间盘退行性病变相关,但其在椎间盘髓核细胞中的具体作用尚未完全确定。目的:探讨KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合互作对椎间盘髓... 详细信息

背景:椎间盘中差异表达的RNA结合蛋白在椎间盘退变中发挥着关键作用,其中RNA结合蛋白KRT18水平的降低与椎间盘退行性病变相关,但其在椎间盘髓核细胞中的具体作用尚未完全确定。目的:探讨KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合互作对椎间盘髓核细胞的影响及机制。方法:对因腰部骨折或椎间盘退行性病变而接受椎间融合术的患者进行人体髓核组织取样获得正常髓核细胞和退变髓核细胞,并进行iRIP-seq、功能富集分析以及DNA微阵列分析,随后根据分析结果在髓核细胞中敲低KRT18,通过蛋白免疫印迹及qRt-PCR在蛋白和RNA水平检测相关基因水平的表达。结果与结论:通过iRIP-seq分析发现GUAAUC和AGCCUC序列中存在大量的KRT18结合位点,表明KRT18可参与调控RNA的转录、翻译、稳定性或在细胞信号传导途径中发挥作用。其能够与成熟的mRNA稳定结合,其中表达较高的基因包括CRLF1及IGFBP4等,同时与其结合的长链非编码RNA的峰值基因包括SNHG25、SNHG12、NEAT1、USP32、EIF4A2和CDH4,这些基因多涉及细胞凋亡、炎症等多种生物过程,并且能介导细胞外基质代谢的相关通路,KRT18能够调控它们的稳定性、转运、翻译、剪接等多个方面的功能,进而影响基因的表达和细胞功能。实验结果验证了在髓核细胞中敲低KRT18,细胞外基质代谢水平被抑制出现失衡,导致体外椎间盘退变。该研究首次从KRT18与mRNA及长链非编码RNA结合的角度探讨其调控机制,并推测了KRT18在椎间盘退变发病机制中的潜在功能,为今后KRT18关键功能的研究奠定了基础。

关键词：椎间盘退行性变 RNA结合蛋白 KRT18 iRIP-seq mRNA 长链非编码RNA