MMP—12與腰椎間盤退變關系的研究.pdf

1、前言: 腰椎間盤退變被認為是臨床上腰間盤突出癥，腰椎管狹窄，慢性下腰痛等疾病的病理基礎。椎間盤退變的機制較為復雜，目前研究認為椎間盤退變主要表現(xiàn)在細胞和細胞外基質成分的變化，而后者是椎間盤力學特性喪失的直接原因。總之退變的實質就是椎間盤細胞外基質的降解及基質與細胞粘附功能消退導致的細胞凋亡。基質金屬蛋白酶(MMPs)屬蛋白水解酶類，是降解細胞外基質(ECM)的關鍵酶。人類間盤組織的蛋白質成分與相對應軟骨基質成分中的蛋白質結構具有

2、相同的N末端，提示MMPs可能在間盤基質退變中發(fā)揮作用．然而，MMP-12在椎間盤退變中的作用研究尚少，本次實驗采用免疫組織化學S-P法和逆轉錄一聚合酶鏈式反應(RT-PCR)法檢測人腰椎間盤細胞MMP-12蛋白表達，研究MMP-12與人腰椎間盤退變的關系。 實驗對象: 實驗所用間盤取自術中(2007年1月至2007年12月在中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院骨科手術治療患者)，共35例。其中： 對照組：無椎間盤突出癥手術

3、患者的腰椎間盤5例(胸腰椎骨折前路手術術前經(jīng)MRI證實無腰椎間盤退行性改變。)退變組：根據(jù)術中情況及MRI所示分為： 突出型：術中及MRI示纖維環(huán)未全破裂，因壓力而突出14例脫出型：術中及MRI示纖維環(huán)全層破裂，髓核組織未游離10例游離型：術中及MRI示纖維環(huán)全層破裂，髓核組織游離6例實驗方法分別為對照組、實驗組(突出型、脫出型、游離型)，用PBS液代替一抗做陰性對照，分別行取材、固定、包埋、制片，蘇木素復染和MMP-12的免疫

4、組化染色及常規(guī)HE染色，在顯微鏡下觀察陽性細胞表達情況，測量陽性細胞率；用逆轉錄一聚合酶鏈式反應(RT—PCR)法檢測MP-12基因mRNA轉錄水平，所有資料采取X2檢驗及T檢驗。 實驗結果: HE染色組織學觀察在退變間盤中，各標本均表現(xiàn)出一定的退變特征，細胞數(shù)量減少，失去原有軟骨細胞形態(tài)。免疫組織化學S-P法檢測椎間盤細胞MMP-12的蛋白表達，在對照組中，多數(shù)樣本MMP-12陽性細胞率低；在退變間盤中，多數(shù)樣本MMP

5、-12陽性率較高。MMP-12基因mRNA轉錄水平在對照組中均較低；退變組中均有較強表達。X2檢驗及T檢驗分析證實組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)討論椎間盤退變是引起下腰痛的重要原因之一，椎間盤退變是一個復雜的生理過程，其發(fā)生機制尚未完全闡明，椎間盤退變的特征性改變是髓核中蛋白聚糖含量下降及伴隨的水分丟失。髓核呈凝膠狀，疏松的纖維網(wǎng)架上布滿蛋白多糖基質，纖維環(huán)主要是膠原成分，軟骨終板的細胞為典型的軟骨細胞。椎間盤的退變是與年齡相關的

6、自然老化過程，表現(xiàn)在細胞和基質成分的變化，其中基質成分的變化是力學特征喪失的直接原因。椎間盤細胞營養(yǎng)活性降低，影響細胞的代謝和生物合成，基質合成與降解之間的平衡被打破導致椎間盤退變。基質金屬蛋白酶(MMPs)是降解細胞外基質(ECM)的關鍵酶。目前國內(nèi)外研究結果提示MMP-12在許多生物過程中發(fā)揮重要作用，參與正?；虿±項l件下的組織重塑[22]。MMP-12與許多疾病有關，如COPD、主動脈瘤、冠心病、重癥急性胰腺炎、肺纖維化、骨關節(jié)炎

7、與類風濕性關節(jié)炎、某些惡性腫瘤等。但與腰椎間盤退變的相互關系尚不明確，本課題實驗通過對基質金屬蛋白酶MMP-12在退變椎間盤組織中表達的測定來驗證MMP-12在椎間盤退變過程中所起到的作用。 在本實驗中，多數(shù)退變椎間盤中MMP-12表達陽性率高，且退變組間盤MMP-12基因mRNA轉錄水平比正常組間盤高，證明MMP-12參與了間盤退變。 MMP-12屬于基質金屬蛋白酶家族中的基質溶解酶，分布在胞漿中。其分子量為54KD，

8、其作用底物范圍廣泛，主要是蛋白多糖和糖蛋白，包括彈性蛋白，TNFα,α1蛋白酶抑制劑，纖維結合蛋白，明膠、層粘連蛋白、Ⅳ型膠原、蛋白聚糖。椎間盤細胞外基質由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅸ、Ⅹ和Ⅺ型膠原和粘蛋白包括蛋白聚糖、二聚糖和核心蛋白多糖組成[20]。MMP-12可以完全降解膠原Ⅴ，部分降解膠原Ⅰ，可以降解粘蛋白纖維連接蛋白[21]。另外它也可能通過層聯(lián)激活其它MMP，從而與椎間盤的破壞性過程間接相關。其中巨噬細胞源性MMP-12可能在椎間