论文部分内容阅读
研究背景:下腰痛(Low back pain,LBP)是一种骨科门诊常见症状。椎间盘退变对于病人下腰痛诱发和病情进展具有关键作用。对于椎间盘退变病因学研究发现,异常静态机械应力可对椎间盘退变有影响。但是,静态机械应力无法更好地解释人体日常生活(行走、举物、运动等)中所受动态应力作用影响。同时,大量研究发现人体中核因子-kB(nuclear factor-kappa B,NF-kB)具有促进炎症反应、诱导细胞凋亡、促进组织老化、加速基质降解的作用。这些作用均可促进人体椎间盘退变开始及恶化。研究目的:1、探究动态机械应力节律对人体髓核组织细胞增殖的影响。2、探究动态应力对椎间盘基质代谢的影响。3、探究动态机械应力节律与NF-kB通道参与的椎间盘组织退变过程的联系。研究方法:构建人体椎间盘髓核细胞动态应力体外模型。通过应力大小、作用时间、作用节律不同,设立3组:对照组(无动态应力作用)、压力组0.1MPa(20h)+0.8MPa(4h)、过度压力组0.1MPa(4h)+0.8MPa(20h)。应用CCK-8细胞增殖检测、流式细胞学检测、WesterenBlot、PCR、RT-PCR、ELISA、细胞免疫组化染色法,各自测算3组动态机械应力作用后细胞活力、凋亡系统Bax/Bcl-2表达水平、细胞凋亡率、基质降解酶系(MMPs+ADAMTS)表达水平、Ⅱ型胶原纤维降解合成情况、聚集聚糖蛋白表达水平、NF-kB系统(p-IKba、IKba、p-p65、p65)的表达水平。研究结果:1、过度压力组中人体髓核细胞的活力下降;压力组的髓核细胞活力相对上升。过度压力组内Bax蛋白分泌水平上升,Bcl-2蛋白分泌水平下降。此外,适度的机械应力作用并不能改变Bax和Bcl-2蛋白的基因表达情况。过度压力组中凋亡速率较对照组和压力组有所升高。2、过度压力组中基质降解酶系(MMPs+ADAMTS)表达升高,Ⅱ型胶原纤维及聚集蛋白聚糖降解升高;压力组中基质降解酶系(MMPs+ADAMTS)表达下调,Ⅱ胶原纤维和聚集蛋白聚糖表达水平上调。3、过度压力组中对NF-kB通路的激活作用底物表达上升。同时,当NF-kB细胞通路被阻断时,通过免疫细胞化学可以看到过度压力组中Ⅱ型胶原蛋白的降解在第5天有所下降,这表明NF-kB细胞通路有诱导过度动态应力负荷下人髓核细胞Ⅱ型胶原蛋白降解的作用。研究结论:过度的动态应力(长时间高应力压缩+短时间应力缓解)会激活NF-kB细胞通路,导致人体髓核细胞增殖减少和凋亡增多;同时,基质降解酶类(ADAMTS-5、ADAMTS-4、MMP-13、MMP-3)表达上升,导致髓核细胞外基质中聚集蛋白聚糖及Ⅱ胶原纤维降解加速,促进椎间盘退变;反之,适宜的动态应力(短时间高应力压缩+长时间应力缓解)较过度应力组有益于人髓核细胞的增殖和细胞外基质的生理代谢活动。因而,合理工作与放松相结合的生活方式对人体椎间盘具有一定保护作用。开发阻断椎间盘上NF-kB的靶向药物或可干扰椎间盘退变。