基质金属蛋白酶-13与椎间盘退变关系的研究进展

椎间盘退变(intervertebral disc degeneration,IVDD)是颈、腰椎间盘突出和慢性腰背痛等疾病的重要病理基础,其主要表现在椎间盘细胞和基质成分的改变.在椎间盘基质合成与分解失衡导致基质成分紊乱的过程中,基质金属蛋白酶类(matrix metalloproteinases,MMPs)发挥着重要的作用.基质金属蛋白酶-13(MMP-13)是基质金属蛋白酶家族中的重要成员之一,其表达受细胞生长因子、其他MMP和基质金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)等调节.目前,有研究[1]表明,MMP-13与IVDD的发生、发展有一定的关系.     

基质金属蛋白酶3在椎间盘退变中的作用

椎间盘退变是下腰痛、颈项部疼痛及相关功能障碍的主要病因[1].椎间盘退变的机制较为复杂,目前认为其主要病理变化为髓核细胞的减少与细胞外基质的降解.基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)是一类金属离子依赖性的蛋白酶,具有降解结缔组织细胞外基质中所有组成成分的能力[2].其中,以MMP-3在椎间盘疾病发生与进展中起重要作用[3].研究[4]显示退变的椎间盘组织中促炎细胞因子水平明显增高,诱导MMP-3表达上调[5],从而进一步加速椎间盘退变的进程.然而椎间盘退变过程中的调控细胞因子介导的MMP-3表达信号转导通路因其复杂性而所知甚少.本文对MMP-3在椎间盘退变中起到的作用综述如下.     

基质金属蛋白酶在腰椎间盘退变中的研究进展

腰椎间盘退变是一系列腰椎退行性疾病(腰椎间盘突出症、退变性腰椎滑脱及腰椎失稳等)的前提和病理基础,主要病理表现主要为髓核细胞的减少和细胞外基质的降解。基质金属蛋白酶(MMPs)的活性增高在椎间盘的退变过程中起着关键作用,该文就MMPs的生物学特性,在退变椎间盘中的表达及细胞因子对MMPs的调节予以综述。     

基质金属蛋白酶及其抑制剂与椎间盘退变的关系

金属蛋白酶(MMPs)是细胞外基质的降解酶,近年对金属蛋白酶的研究在各个学科中越来越被重视,在椎间盘退变过程中金属蛋白酶及其抑制剂所起的作用也逐渐成为研究热点。椎间盘退变主要表现在细胞和细胞外基质成分的变化,而后者是椎间盘力学特征丧失的直接原因。基质合成与降解的失衡将导致基质成分的紊乱,在此调节过程中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs/matrixins)和金属蛋白酶组织抑制剂(tissueinhibitorsofmetalloproteinases,TIMPs)两个酶系统发挥着重要作用[1]。1细胞外基质椎间盘结构表现得很类似软骨组织,髓核的类软…     

基质金属蛋白酶-3在实验性腰椎间盘退变中的表达及其意义

目的检测实验性椎间盘退变中MMP-3的表达,进一步研究椎间盘退变的发病机制。方法建立SD大鼠腰椎间盘退变模型为实验组,正常SD大鼠为对照组,每组各16只,采用免疫组织化学、SDS—PAGE进行检测两组椎间盘组织中MMP-3的表达。结果实验组和对照组的椎间盘组织均有MMP-3表达,实验组的MMP-3表达较对照组显著增高（P〈0．05）。结论MMP-3在腰椎间盘退变的发生和发展中起着非常重要的作用。     

基质金属蛋白酶-2在退变椎间盘髓核组织中的表达

[目的] 检测退变椎间盘髓核组织中 MMP-2的表达,进一步阐明椎间盘退变的机制.[方法] 利用 RT-PCR、 Western blot技术和明胶酶谱法对 45例退变椎间盘髓核、 12例非突出椎间盘髓核的 MMP-2进行了检测.[结果] 正常髓核内有一定量的 MMP-2 表达,退变髓核 MMP-2 mRNA、蛋白质表达水平和酶活性明显升高,分别是正常组的 2.30, 2.01和 1.75倍,差异显著 (P< 0.01, P< 0.01, P< 0.01).[结论] MMP-2和髓核退变关系密切.     

基质金属蛋白酶-1、3与椎间盘退变突出的关系

腰椎间盘退变是下腰痛及椎间盘突出的主要原因之一,退变主要表现在细胞和基质成分的变化,其中基质成分的改变是椎间盘(intervertebrae disc,IVD)力学特征丧失的直接原因。目前研究认为其退变的实质就是椎间盘细胞外基质(ex-tracellular matrix,ECM)的降解及基质与细胞粘附功能消退导致的细胞凋亡[1]。在基质合成与降解失衡导致基质成分紊乱的过程中,基质金属蛋白质酶(Matrix Metalloproteinases,MMPs)作为基质降解酶发挥重要作用。1MMPs与MMP-1、MMP-3MMPs的共同特点[2]:①至少能降解细胞外基质的一种成分,有一个疏水性N-终端序列…     

MMP-1及TIMP-1在人退变椎间盘髓核中的表达

目的测定MMP-1及TIMP-1在人退变椎间盘髓核中的表达,探讨其在人椎间盘退变发生、发展中的作用。方法选取2009～2010年青海大学附属医院骨科腰椎间盘突出症手术切除髓核标本25例及外伤致胸腰椎骨折切除髓核15例作为对照组。采用免疫组化法检测退变椎间盘髓核细胞中MMP-1及TIMP-1表达。结果在椎间盘髓核细胞中MMP-1的表达病例组的阳性率高于对照组（P〈0.01）;椎间盘髓核细胞中TIMP-1的表达病例组阳性率高于对照组（P〈0.01）。结论退变椎间盘髓核细胞中MMP-1及TIMP-1表达升高,退变椎间盘髓核细胞中MMP-1/TIMP-1失调,在椎间盘突出的发生、发展中发挥重要作用。     

Expression of matrix metalloproteinase 13 in degenerative and traumatic nucleus pulposus of intervertebral disc

目的 比较基质金属蛋白酶-13(MMP-13)在退变和创伤椎间盘髓核中的不同表达,探讨其在椎间盘退变过程中的作用.方法 随机选择2011年1-7月在宁波大学附属医院因腰椎间盘突出症行髓核摘除的33例患者(退变组)和因外伤性脊椎骨折行内固定的6例患者(对照组)作为研究对象.采用免疫组织化学方法检测患者髓核组织的MMP-13表达,应用Image-ProPlus5.1图像分析系统测定其灰度值.结果 对照组椎间盘组织中MMP-13的表达很少,平均阳性表达率为(20.4±14.3)％.退变组椎间盘组织中MMP-13的表达呈弥漫性或局灶性强染色,平均阳性表达率为(73.2±10.9)％.退变组的MMP- 13阳性表达率显著高于对照组(P＜0.01).结论 椎间盘退变髓核组织中MMP -13的表达显著升高,MMP-13的异常表达可能在椎间盘退变发病过程中发挥着重要的作用.     

基质金属蛋白酶-13、白细胞介素-1在大鼠退变腰椎间盘组织中的表达及意义

目的探讨基质金属蛋白酶-13（MMP-13）、白细胞介素-l（IL-1）在去势大鼠退变腰椎间盘组织中的表达及临床意义。方法将30只3月龄Sprague-Dawley（SD）大鼠,随机均分为基础对照组（BL组）、去卵巢手术组（OVX组）、假手术组（sham组）,每组各10只;BL组在手术开始前处死大鼠,其余两组术后3个月处死大鼠,并与处死前10d和4d分别给予显色双荧光标记;L2-4椎体进行骨密度及硬组织切片分析,k4-5,进行HE常规染色、VG特殊染色及免疫组化检测MMP-13、IL-1的表达,观察椎间盘的病理学改变并据评分标准对腰椎间盘的退变程度（LVD）进行评分。结果大鼠腰椎骨量的下降及椎间盘的退化,OVX组较Sham组严重（P〈0．05）：免疫组化结果显示。OVX组与sham组比较,大鼠椎间盘中MMP-13、IL-1表达明显升高（P〈0．05）。结论MMP-13、IL-1表达量的增加是腰椎间盘退变形成和发展的重要因素。     

MMP-13在大鼠退行性变腰椎间盘中的表达及意义

目的检测MMP-13在大鼠退行性变腰椎间盘中的表达,探讨其在大鼠腰椎间盘退变中的作用。方法雄性大鼠24只,随机分为两组,实验组建立大鼠手术制备腰椎间盘退变模型,正常组不做处理,采用免疫组织化学方法检测两组椎间盘组织中MMP-13的表达。结果组织病理学显示实验组髓核细胞数目较正常组减少。实验组和正常组椎间盘组织中均有MMP-13的表达,实验组表达较对照组显著增高,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论 MMP-13在腰椎间盘退变的过程中发挥着重要作用。     

椎间盘组织工程学髓核种子细胞的研究新进展

椎间盘退行性变是临床的常见病,其病因尚不明确,可引起的一系列疾病如腰椎间盘突出症、颈椎病、椎间盘源性疼痛、椎管狭窄症以及脊柱节段不稳等,是导致腰腿痛和影响患者生活质量的常见原因之一。目前临床上的各种治疗办法或多或少存在着许多难以克服的问题,随着椎间盘髓核细胞组织工程学研究的不断深入,为椎间盘退行性变的治疗带来了新的希望,但其种子细胞的来源和鉴定等方面仍有许多问题亟待解决。     

锌指蛋白A20及其相关炎症因子在椎间盘髓核细胞退变前后的表达变化

目的 检测椎间盘髓核细胞退变前后锌指蛋白A20及其相关炎症因子的表达变化.方法 获取我院骨科患者术中切除的椎间盘组织,分为正常组和退变组,采用阿辛蓝染色观察人椎间盘髓核细胞的退变情况,免疫组化观察人椎间盘髓核细胞A20、TNF-α、IL-1β及NF-κB p65蛋白的表达.体外培养胚胎小鼠髓核细胞,分为对照组(只加入等量的PBS)、内毒素(LPS)刺激组和NF-κB抑制组,分别以Real-time PCR检测LPS刺激细胞和加入NF-κB抑制剂后,A20、TNF-α、IL-1β、Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶-4(ADAMST-4)、Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶-5(ADAMST-5)、基质金属蛋白酶-13(MMP-13)的表达变化;Western blot检测A20、TNF-α、IL-1β、ADAMTS4、ADAMTS-5、MMP-13、p65、磷酸化p65(p-p65)的表达变化.结果 退变组髓核细胞数量显著少于正常组,并有明显的聚集现象;退变组髓核细胞中A20、TNF-α、IL-1β、p65蛋白表达明显高于正常组;LPS刺激胚胎小鼠髓核细胞后,LPS刺激组A20、TNF-α、IL-1β、ADAMST-4、ADAMST-5、MMP-13mRNA与蛋白的表达均高于NF-κB抑制组与对照组(P＜0.05),A20、TNF-α、IL-1 β、ADAMTS-4、ADAMTS-5、MMP-13、p65、p-p65蛋白含量也较NF-κB抑制组与对照组显著增高,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 髓核细胞炎症反应与椎间盘退变的发生、发展密切相关,A20可能通过NF-κB信号通路对抑制髓核细胞退变时炎症反应起到关键作用.     

白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织形态学的影响

目的观察白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织影响的病理改变及超微结构变化。方法将大鼠36只随机分为正常对照组、椎间盘退变组和白藜芦醇药物干预组各12只,应用HE染色光镜观察各组腰椎间盘髓核组织的病理改变,在电镜下对其进行超微结构的观察。结果光镜下可见正常对照组较多的脊索细胞和类软骨细胞增殖活跃,椎间盘退变组髓核的细胞减少,白藜芦醇药物干预组髓核细胞减少较椎间盘退变组程度轻;电镜下正常对照组的椎间盘髓核组织超微结构的病理改变不显著,而椎间盘退变组表现为髓核细胞减少,出现不同程度的退变、坏死,白藜芦醇药物干预组中退变程度明显减轻。结论通过光镜、电镜下观察白藜芦醇对大鼠退变腰椎间盘髓核组织有延缓或抑制作用,可为白藜芦醇预防和治疗椎间盘退变提供相关的实验依据。     

退变颈椎椎间盘髓核中磷酸化p38 MAPK的表达

目的观察不同退变程度颈椎病患者椎间盘髓核(nucleus pulposus,NP)的病理改变及磷酸化p38MAPK(phosphorylated p38mitogen activated protein kinase,p-p38MAPK)的表达差异,探讨颈椎椎间盘退变可能的分子机制。方法收集2008年10月至2009年5月在我院行手术治疗的35例颈椎病患者的NP组织,获取术前相应颈椎MRI(T2像正中矢状位)资料。其中男性25例,女性10例,年龄27~82岁,5例来自单间隙,18例来自两间隙,12例来自三间隙;4例为C3/4、12例为C4/5、14例为C5/6、5例为C6/7。19例NP组织用于普通病理和免疫组织化学染色,16例用于蛋白质印迹分析。采用颈椎椎间盘MRI退变分级系统评定术前NP组织标本相应MRI退变程度。观察不同退变程度时NP组织的病理改变及p-p38MAPK在NP组织中的定位;分析退变椎间盘中p-p38MAPK含量与其MRI退变程度间的关系。结果随着颈椎椎间盘退变程度加重,NP内胶原纤维逐渐增多、增粗、变性,甚至聚合成团,NP逐渐纤维化;p-p38MAPK定位于NP细胞胞核;NP细胞p-p38...     

正常及退变髓核细胞诱导骨髓间充质干细胞向髓核方向分化效果比较

目的:分离培养SD大鼠退变髓核细胞(degenerative nucleus pulposus cells,dNPCs)?正常髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)及骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs),通过Transwell非直接接触体外共培养方法比较dNPCs和NPCs对BMSCs诱导作用?方法:针刺抽吸法制备SD大鼠退变椎间盘动物模型,取正常及已退变的生长良好的第2代NPCs及生长良好的第3代骨BMSCs,将dNPCs 或NPCs等比例与BMSCs分别复合藻酸盐接种于Transwell共培养系统中进行体外非接触共培养(上室接种BMSCs,下室接种dNPCs或NPCs作为dNPCs共培养组和NPCs共培养组)7 d后回收上室BMSCs?单独NPCs和单独BMSCs培养组分别作为阳性和阴性对照?对各组Ⅱ型胶原(collagenⅡ)和多功能蛋白聚糖(aggrecan)行RT-PCR和Western blot检测?结果:collagen Ⅱ和aggrecan的mRNA表达在两共培养组均有较高表达,但NPCs共培养组较dNPCs共培养组更加接近单纯NPCs组,而单纯BMSCs组未见明显表达;collagenⅡ和aggrecan的蛋白表达量在两共培养组中均较高,但NPCs共培养组较dNPCs共培养组更加接近单纯NPCs组,而单纯BMSCs组未见明显表达?结论:在Transwell非直接接触共培养条件下dNPCs和NPCs均能诱导BMSCs向髓核方向分化,并且NPCs对BMSCs向髓核方向分化的诱导作用更加明显?     

Toll样受体4及白细胞介素-23、白细胞介素-17A在退变腰椎间盘髓核组织中的表达及其临床意义

目的 探讨Toll样受体4(TLR4)及白细胞介素-23(IL-23)、IL-17A在退变腰椎间盘髓核组织中的表达及其临床意义。方法 选取2019年2月—2022年2月青海大学附属医院收治的97例腰椎间盘突出症（LDH）患者作为研究组。另选取同期该院行前路减压内固定切除的脊柱骨折患者58例作为对照组。采用实时荧光定量聚合酶链反应检测两组腰椎间盘髓核组织TLR4、IL-23、IL-17A mRNA相对表达量。比较研究组不同腰椎间盘退变等级患者TLR4、IL-23、IL-17A mRNA相对表达量,分析研究组TLR4与IL-23、IL-17A mRNA相对表达量的相关性。结果 研究组TLR4、IL-23、IL-17A mRNA相对表达量高于对照组（P <0.05）。V级组TLR4、IL-23、IL-17A mRNA相对表达量高于Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组（P <0.05）,Ⅳ级组高于Ⅱ级组、Ⅲ级组（P <0.05）,Ⅲ级组高于Ⅱ级组（P <0.05）。重度腰痛组TLR4、IL-23、IL-17A mRNA相对表达量高于中度腰痛组（P <0.05）。重度腰椎功能丧失...     

退变腰椎间盘组织中MMP-2蛋白的表达

目的:探讨MMP-2在不同类型退变腰椎间盘组织中的表达.方法:用免疫组化方法检测56个退变腰椎间盘组织与10个正常腰椎间盘组织中MMP-2的表达.结果:退变腰椎间盘组织中MMP-2阳性细胞率为(58.45±20.37)%,高于正常椎问盘组织的(3.54±0.96)%(t=8.960,P＜0.001).突出型、破裂型及游...