MMP-3、MMP-9在退變椎間盤髓核組織中的表達及相關性研究.pdf

1、研究背景：
　　腰椎間盤退行性病變是腰椎自然老化、退化的病理過程，是脊柱外科比較常見的疾病之一。腰部疾病腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation,LDH)是臨床上最為常見的疾病。LDH因年齡、性別、患病時間以及部位的差異，其臨床表現(xiàn)與臨床癥狀也不盡相同，根據(jù)其臨床表現(xiàn)可歸為腰痛、痹癥等中醫(yī)學范疇。近幾年來該病呈上升趨勢發(fā)展，且發(fā)病趨勢有逐漸由中老年人群向青壯年人群擴展的趨勢，腰椎間盤退變是腰椎退行性疾病的病理基

2、礎，腰椎退行性疾病表現(xiàn)為椎間盤細胞外基質(extracellularmatrix，ECM)的降解、椎間盤細胞減少；腰椎間盤的力學性能發(fā)生改變的原因是細胞外基質降解，從而誘發(fā)腰椎間盤的突出、脫出，進一步引起相應的體征和臨床癥狀。迄今為止，醫(yī)學界對于椎間盤退行性變的原因的認識尚不完全清楚，能確定的是其因素包括多種，如遺傳性、細胞因子表達異常、患者年齡特征變化、基質金屬蛋白酶（matrixmetall oproteinases， MMPs）活

3、性異常增高、生物力學改變等因素，都參與了椎間盤的退變過程。被認為在椎間盤退變過程中起著關鍵性作用的是 MMPs活性的異常增高。它能夠減少細胞外基膜組分的作用。自發(fā)現(xiàn)第一種MMPs以來，到目前共在MMPs家族中分離出來28個成員，發(fā)現(xiàn)的MMPs家族成員按被發(fā)現(xiàn)的順序進行命名，分別命名為 MMP-1~MMP-28。正常的人體椎間盤組織中，含有少量的 MMPs和MMPs抑制劑（TIMPs），MMPs與 TIMPs之間的表達存在一定比例關系，他

4、們共同維持 ECM的合成與降解的平衡狀態(tài)。在退變椎間盤組織中，MMP-3和MMP-9受細胞因子以及自身調節(jié)等多因素的調節(jié)，活性表達顯著增高，因而這兩個 MMPs家族成員被認為是腰椎間盤組織退變中的重要酶類，與椎間盤組織的退變有密切的關系。在椎間盤退變的檢查診斷中，核磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)是最主要的影像學檢查方法，目前該檢查診斷方法在臨床上的應用非常廣泛。在椎間盤退變的分級標準中，Pfirr

5、mann分級標準是脊柱外科醫(yī)師共同認可的椎間盤退變分級標準。目前，學術界還尚未出現(xiàn)關于 MMPs在不同椎間盤退變的Pfirrmann分級表達中的相關研究。
　　研究目的：
　　基于以上背景，本文研究的目的在于：1）通過檢測MMP-3和MMP-9在正?；虍惓Ｗ甸g盤髓核組織中的表達情況，觀察其表達是否存在差異；2）通過檢測MMP-3和MMP-9在正?；虍惓Ｗ甸g盤髓核組織中的表達情況，分析探討二者之間的存在的相關性；3）按照被認可

6、的 Pfirrmann分級標準對椎間盤退變進行分級，觀察 Pfirrmann分級標準下不同分級的椎間盤退變的 MMP-3、MMP-9表達是否存在差異，如果存在差異，分析具體差異情況及原因。
　　方法：
　　選取鄭州大學第一附屬醫(yī)院骨五科2013年06月~2013年12月期間收治的腰椎間盤突出癥患者46例，取其髓核標本為退變組。46例髓核標本中，來自男性患者的21例，來自女性患者的25例，患者年齡在30~62歲之間，平均年齡為

7、(42.6±2.2)歲，其中2例為L2/L3，3例為L3/L4，18例為L4/L5，23例為L5/S1。退變組所有患者依據(jù)MRI檢查結果，以腰椎間盤突出的類型進一步分組，其中23例突出型的歸為突出組，16例脫出型的歸為脫出組，7例游離型的歸為游離組。另選擇同期因腰椎骨折在我院本科室接受治療的12例患者的正常腰椎間盤髓核組織標本為對照組。12例腰椎間盤髓核組織標本來源于男性的7例，來源于女性的5例，年齡在年齡17~36歲之間，平均年齡為(

8、26.8±1.8)歲，其中6例為L1/L2，4例為L2/L3，2例為L3/L4。退變組與對照組兩組患者的髓核組織均由同一組手術醫(yī)師在術中取出，取出后用生理鹽水清洗干凈置于甲醛溶液（濃度為10％）中浸泡，浸泡時間為24h，浸泡后送病理科脫水、浸蠟、固定、切片等常規(guī)處理，將髓核組織標本制成切片（每個髓核組織標本做成6張切片，每個切片厚度為5μm），切片置于0~4℃冰箱內保存?zhèn)溆?。取備制好的切片行HE染色，觀察兩組標本的形態(tài)學差異，并根據(jù)Pf

9、irrmann分級標準進行分級，并利用鼠抗人MMP-3和MMP-9單克隆抗體，采用免疫組化方法檢測兩組標本的椎間盤組織中表達情況并比較分析。陽性表達指征為細胞漿內檢測出棕黃色或黃色顆粒。
　　結果：
　　1.對照組（正常腰椎間盤髓核組織）：切片可見細胞外基質中有軟骨細胞和髓核細胞散在分布，細胞輪廓清晰，包膜結構完整性好，細胞形態(tài)多為多角形或短梭形兩種，胞漿呈均勻分布，細胞核多表現(xiàn)為藍紫色，且數(shù)量較多，軟骨陷窩中分布的數(shù)量較多

10、，周圍膠原呈紅色，整體上看排列整齊規(guī)則，呈現(xiàn)出網(wǎng)狀結構。退變組（腰椎間盤突出癥患者的腰椎間盤髓核組織）：切片顯示軟骨細胞和髓核細胞呈均勻狀分布，較少數(shù)量的細胞分布于軟骨陷窩中，形態(tài)多為梭形，且輪廓不十分清晰，線粒體在細胞內數(shù)量較少，而溶酶體聚集明顯，周圍膠原組織排列不整齊，為紅色，整體上呈現(xiàn)出空泡樣構造。
　　2.免疫組化檢測HE染色結果：對照組和退變組腰椎間盤髓核組織中MMP-3和MMP-9都分布于細胞漿內，免疫組化檢測顯示為陽

11、性的腰椎間盤髓核組織中的MMP-3和MMP-9在顯微鏡下觀察，細胞核呈淡藍色，而軟骨細胞胞漿內可見棕褐色或棕黃色顆粒。
　　2.1、對照組髓核組織細胞中MMP-3的陽性表達率為(6.76±2.32)%，突出組為(27.85±7.52)%，脫出組為(61.64±9.74)%，游離組為(76.52±6.72)%，可見退變組髓核組織細胞中MMP-3的陽性表達率顯著高于對照組，且差異有明顯的統(tǒng)計學意義（P＜0.05），且退變組各子組中（不

12、同的分型中）髓核組織細胞中MMP-3的陽性表達率也具有明顯的統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。
　　2.2、對照組髓核組織細胞中MMP-9的陽性表達率為(7.74±2.36)%，突出組為(45.06±4.43)%，脫出組為(81.43±3.41)%，游離組為(84.35±4.34)%?？梢娡俗兘M髓核組織細胞中MMP-9的陽性表達率顯著高于對照組，且差異有明顯的統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而脫出組與游離組髓核組織細胞中MMP-9的陽性表達

13、率相比，差異無明顯的統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。
　　2.3、在Pfirrmann分級標準下分為II級的髓核組織細胞中，MMP-3的陽性表達率為(8.78±2.62)%，III的為(33.47±6.79)%，IV的為(51.24±10.59)%，V級為(66.73±9.84)%，可見在Pfirrmann分級標準下，不同級別之間的MMP-3的陽性表達率比較差異有明顯的統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。
　　2.4、在Pfirrman

14、n分級標準下分為II級的髓核組織細胞中，MMP-9的陽性表達率為(10.53±3.43)%，III級的為(52.47±10.42)%，IV級的為(67.46±9.64)%，V級的為(83.36±6.68)%，可見在 Pfirrmann分級標準下，不同級別之間的 MMP-9的陽性表達率比較差異有明顯的統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。
　　2.5、經(jīng)Pearson相關性分析結果顯示，退變組髓核組織細胞中MMP-3的陽性表達與髓核組織細胞中

15、MMP-9的陽性表達呈正相關（0＜r＜1）。
　　結論：
　　1.在退變的椎間盤髓核組織中MMP-3、MMP-9的陽性表達顯著高于正常的椎間盤組織中MMP-3、MMP-9的陽性表達，MMP-3和MMP-9在腰椎間盤組織中表達的變化可能參與了腰椎間盤組織的退變的過程。
　　2.MMP-3和MMP-9在退變的腰椎間盤髓核組織中成明確的正相關性，推測MMP-9可能參與了MMP-3活化過程。
　　3.在Pfirrmann