人退变腰椎间盘中细胞凋亡与Bax及半胱胺酸蛋白酶蛋白3基因的表达

摘要

目的检测人腰椎间盘组织中的细胞密度、细胞凋亡率以及Bax和半胱氨酸蛋白酶蛋白3(Caspase-3)的表达,为深入了解人腰椎间盘退变的机制提供实验依据,并为将来通过生物学方法延缓腰椎间盘退变提供新的思路。方法实验组30个椎间盘标本(L2～S1)来自27例行后路腰椎间盘切除椎间融合手术自愿捐赠的患者,男18例,女9例;年龄30～72岁,平均51.09岁。所有病变节段均经MRI证实,患者术前均未接受椎间盘造影、胶原酶髓核溶解或椎间盘激光汽化术。对照组20个标本(L2～S1)来自5例青年男性意外死亡者新鲜尸检腰椎间盘;年龄24～37岁,平均30.83岁。采用HE染色观察凋亡软骨细胞、凋亡小体和细胞密度,TUNEL染色法检测人腰椎间盘中的凋亡细胞率,用SP免疫组织化学法检测Bax及Caspase-3表达,图像分析Bax及Caspase-3的平均灰度值。结果HE染色示对照组、实验组软骨终板和髓核内的平均细胞密度分别为(17.16±1.22)、(12.41±0.95)个/HP,二者差异有统计学意义(P<0.01)。TUNEL染色观察示对照组的软骨终板与髓核内的平均凋亡细胞率为6.97%±0.92%,低于实验组的12.59%±0.95%(P<0.01)。SP免疫组织化学染色示对照组髓核内Bax、Caspase-3染色阳性细胞率分别为11.02%±1.18%和9.01%±1.00%,均低于实验组的19.29%±1.18%和15.07%±0.97%,差异均有统计学意义(P<0.01)。对照组腰椎间盘髓核内Bax、Caspase-3的平均灰度值分别为187.33±7.88和185.68±3.26,实验组分别为124.98±6.69和160.13±4.37,两组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。将全部腰椎间盘标本进行Pearson相关分析,对照组和实验组腰椎间盘凋亡细胞率与细胞密度间成负相关,相关系数r分别为-0.88和-0.93(P<0.01);两组髓核内Bax、Caspase-3阳性细胞率与凋亡细胞率之间成正相关,相关系数r分别为0.83和0.91(P<0.01)。结论细胞密度下降参与了人腰椎间盘的退变过程,Bax和Caspase-3的表达上调在人腰椎间盘髓核细胞的凋亡过程中有一定作用。