腰椎间盘退变动物模型的建立及四环素对腰椎间盘退变中MMP-3表达影响的研究

摘要

目的：在建立.SD大鼠腰椎间盘退变动物模型的基础上，应用组织病理学、影像学、免疫组织化学方法、免疫印迹等方法研究MMP-3在椎间盘组织中的表达，探讨MMP-3在腰椎间盘退变中的作用及四环素对退变腰椎间盘组织中MMP-3表达的影响。 方法：以SD大鼠为对象，64只大鼠随机分为正常对照组（A组）、模型对照组（B组）、四环素小剂量组（C组）、四环素大剂量组（D组），每组16只。采用手术方法以L3为中心切除L1～L6棘突、关节突、棘上、棘间韧带，同时切断双侧竖棘肌，建立腰椎间盘退变的动物模型，C、D组在术后2周开始给药，C组为：25mg/kg/d； D组为：50mg/kg/d，皮下注射，持续给药2周。建立小剂量组和大剂量组，未给药的实验组为模型对照组。分别于术后1、2、3月随机选取4只SD大鼠麻醉后行X线、MRI检查，取椎间盘组织分别行组织病理、电镜、免疫组织化学及免疫印迹等实验的检测。 结果：通过手术方法成功建立了腰椎间盘退变动物模型，X线检查结果为模型对照组椎间隙狭窄，椎体不稳，软骨终板钙化，正常对照组无特异性改变。组织病理学结果模型对照组髓核细胞减少，外周纤维环纤维化样变。透射电镜显示退变的间盘组织中髓核细胞数目减少，可见较多坏死残迹，细胞突起减少或消失，细胞内细胞器数目和糖原颗粒明显减少，基质中胶原原纤维发生不同程度的变性、融合、扭结或钙化,胶原纤维束间裂隙增大。MRI提示模型对照组椎间盘T2信号减低，脑脊液白线在椎间盘部位出现压迹。四环素大、小剂量组T2信号亦有轻度减低。正常对照组改变不明显。免疫组化显示四环素大、小剂量组MMP-3表达呈弱阳性，与模型对照组有显著性差异（P＜0.05），与正常组无差异性。蛋白印迹检测结果四环素大、小剂量组MMP-3表达水平较模型对照组低，有显著性差异（P＜0.05）。 结论：MMP-3在腰椎间盘退变组织中表达增高，表明MMP-3与腰椎间盘退变关系密切，并且与退变程度有相关性。四环素作为MMPs的抑制剂能降低基质金属蛋白酶的表达，从而减轻椎间盘基质的降解，抑制和延缓腰椎间盘退变的形成和发展。为腰椎间盘退变的发生机制、预防及治疗提供理论依据。