丝裂霉素-聚乳酸控释膜通过诱导成纤维细胞自噬及miRNA调控预防椎板切除术后硬膜外疤痕增生及机制探讨

Epidural fibrosis still remains an important cause of continuing or recurrent symptoms after spinal surgery. Mitomycin C- - polyethylene glycol controlled-release film proved to inhibit collagen secretion and induces fibroblasts apoptosis in the early wound of a postlaminectomy rat model. As a biophysical barrier, PEG film could impede the migration of fibroblasts from the raw surface of the erector spine musculature. More importantly, with the decomposition of polyethylene glycol film, mitomycin C was continuously released from the film and leaked into the niches which could not be coated by polyethylene glycol film. Similar with the sole mitomycin C, this controlled delivery system could induce the apoptosis. Surprisingly, the controlled delivery system could induce more autophagy in the fibroblasts. And changes in the miRNA profiles from the scar tissues of postlaminectomy suggest that miRNAs may regulate the pathogenesis of fibrosis by instructing the apoptosis and autophagy. Hence, the applicant propose to study the roles of autophagy in prevention of the Mitomycin C- - polyethylene glycol controlled-release film for the fibrosis postlaminectomy, which would help us better understand the fibrosis postlaminectomy and develop the novel strategy for the prevention of epidural scar adhesions.

将具有抑制成纤维细胞增生丝裂霉素与聚乳酸结合在一起，制成一种新型的原位控制释放给药系统，应用于椎板切除术后区域，不但能够通过聚乳酸膜有效地隔绝硬膜及神经根与周围组织的接触，同时随着丝裂霉素缓慢释放发挥抑制成纤维细胞的增生，在预防粘连的机制中，既有物理的栏栅作用又有直接抑制细胞增生的化学作用。我们前期研究发现丝裂霉素聚乳酸控释膜诱导成纤维细胞死亡可能与细胞自噬有关，并且受到miRNA调控。本课题拟采用大鼠椎板切除术后硬膜外瘢痕粘连模型，考察丝裂霉素聚乳酸控释膜预防硬膜粘连的可靠性，从自噬角度出发研究丝裂霉素-聚乳酸控释膜诱导成纤维细胞凋亡与自噬之间的信号通路，验证特征性miRNA在丝裂霉素-聚乳酸控释膜诱导成纤维细胞死亡及预防疤痕形成过程中的作用，进一步揭示丝裂霉素聚乳酸控释膜预防硬膜外瘢痕粘连的机制，为硬膜外瘢痕粘连的预防提供一种新的方法和研究思路。

背景和目的：. 椎板切除术是脊柱外科中最常用的椎管减压手术术式之一，但术后椎板切除区域常出现成纤维细胞大量增殖和细胞外基质代谢异常，导致硬膜外瘢痕粘连的产生，并牵拉邻近区域硬膜和神经根，引起一系列相应症状，严重影响手术疗效。聚乳酸膜可以在控释膜和硬脊膜之间形成空隙从而减轻手术后疤痕粘连的形成。然而，聚乳酸膜不能起到三维屏障保护作用。丝裂霉素C可以减少术后疤痕的形成，但丝裂霉素C存在细胞毒性和抑制作用不持久的问题。因此，我们的目的是设计和证明的新的丝裂霉素C聚乳酸控释膜在椎板切除术后大鼠模型中可以预防硬膜外瘢痕粘连。.材料和方法：.将建模后的椎板切除术后SD大鼠随机分为4组，每组30只，大鼠硬膜后方分别于脑棉浸泡0.01%丝裂霉素C溶液湿敷、植入25mg聚乳酸膜、植入丝裂霉素C浓度为0.01%聚乳酸膜片和生理盐水冲洗作为空白对照。动物模型建立1月后对大鼠硬膜后方瘢痕组织进行MRI扫描、瘢痕面积测定、苏木素-伊红（HE）染色、Masson染色、胶原纤维累计光密度值测定、细胞自噬相关蛋白表达差异测定和自噬相关miRNA的测定。.实验结果：.建模后有112只大鼠切口愈合可，生存状态良好。丝裂霉素C-聚乳酸控释膜组在术后瘢痕MRI粘连和瘢痕面积方面明显低于聚乳酸膜组、丝裂霉素C组和对照组。在HE、Masson染色和胶原纤维累计光密度值方面，丝裂霉素C或丝裂霉素C-聚乳酸控释膜处理的模型中胶原组织增生情况显著下降，且丝裂霉素C-聚乳酸控释膜组下降更明显。同时，丝裂霉素C组和丝裂霉素C-聚乳酸控释膜组在细胞自噬相关蛋白表达量上与对照组和聚乳酸组存在差异，成纤维细胞在丝裂霉素C组和丝裂霉素C-聚乳酸控释膜组自噬程度高，且丝裂霉素C-聚乳酸控释膜组程度更明显。MMC-PLA组在miR-34a、miR-146a、miR-200的水平高于其余三组，而在miR-16、miR-221、miR-378a低于其余三组组。..研究结论: .MMC-PLA可作为有效的物理和化学屏障来预防硬膜外瘢痕粘连，因此，MMC-PLA将有望作为一种有效的治疗方法来预防椎板切除术后硬膜外瘢痕粘连。