Smad3和Smad7在大鼠椎間盤退變過程中的表達及相關性分析.pdf

1、目的:
　　頸椎病、椎管狹窄、腰腿疼痛等椎間盤退變性疾病(degenerative disc disease，DDD)發(fā)病率極高，并且具有明顯的增加趨勢，解剖學研究表明成年人尸體83％～95％存在椎間盤退變(intervertebral disc degeneration，IVDD)。IVDD主要受年齡、遺傳、力學、免疫等因素的影響，并最終導致椎間盤內部分子生物特性的改變如細胞凋亡、細胞外基質改變等。白細胞介素(IL)、腫瘤壞死因

2、子-α（TNF-α）、轉化生長因子-β(TGF-β)等細胞因子在WDD中的作用有著廣泛的研究，而Smad3和Smad7作為TGF-β信號在細胞內的傳導介質，關于其在IVDD中的作用的研究相對較少。本實驗通過建立動物模型，檢測退變椎間盤中Smad3、Smad7的表達情況，觀察其在IVDD過程中的變化，分析研究其與IVDD的關系，從而為防治DDD提供新的思路和方法。
　　材料和方法:
　　選擇成年健康雄性無特定病原體(SPF)級

3、SD大鼠60只，隨機分為實驗組和對照組，每組再分為1個月、3個月、5個月三個觀察階段，每組每個階段10只。實驗組采用動靜力失衡大鼠頸椎椎間盤退變模型，橫向切斷附著于棘突及椎板的肌肉，然后依次切除頸2至頸7棘突、棘上和棘間韌帶，直接縫合;對照組采用假手術處理，僅切開皮后直接縫合。分別于1個月、3個月、5個月時處死大鼠，取出頸椎椎間盤;采用HE染色觀察分析IVDD程度;采用免疫組織化學法檢測Smad3和Smad7蛋白的表達;采用RT-PCR

4、技術檢測Smad3和Smad7mRNA表達。數(shù)據(jù)采用SPSS21.0軟件進行統(tǒng)計分析。
　　結果:
　　1.一般情況:在實驗過程中實驗組大鼠1月死亡2只，2月死亡1只，對照組1月死亡1只。
　　2.大鼠椎間盤組織學評分:實驗組三個階段椎間盤組織學評分分別為（1.67±1.23、3.56±1.13、4.44±0.88）高于對照組（0.56±0.73、0.78±0.83、1.22±0.97），差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05

5、);實驗組大鼠椎間盤細胞數(shù)目普遍少于對照組并且排列不整齊，纖維環(huán)出現(xiàn)纖維排列不整齊，纖維環(huán)和髓核邊界模糊，板層結構出現(xiàn)裂隙，髓核膠樣結構內脊索細胞丟失，軟骨樣細胞增多，髓核粘液樣變，裂隙形成等，椎間盤內出現(xiàn)成骨反應，上述情況隨時間增加而加重;對照組椎間盤纖維環(huán)及髓核細胞排列相對整齊，裂隙、粘液樣變、成骨反應較輕，三個階段差異較小。
　　3.大鼠椎間盤Smad3、Smad7蛋白表達情況:實驗組三個階段Smad3蛋白的表達（22.90

6、±2.72、33.52±4.99、46.48±10.42）均高于對照組(18.13±3.09、19.06±5.06、20.96±3.38)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）;實驗組三個階段Smad7蛋白的表達（18.61±7.52、42.68±15.50、24.46±9.20）均高于對照組(11.44±3.75、14.46±6.43、15.08±6.31)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）;實驗組1、3、5個月Smad3蛋白各階段表達差

7、異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，實驗組Smad7蛋白1月和3月、3月和5月表達差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);實驗組Smad7蛋白1月和5月表達及對照組Smad3、Smad7蛋白各階段表達水平差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　4.大鼠椎間盤Smad3、Smad7 mRNA表達情況:實驗組三個階段Smad3 mRNA表達（0.441±0.111、0.532±0.153、0.794±0.090）均高于對照組(0.346±0

8、.101、0.409±0.122、0.413±0.114)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）;實驗組三個階段Smad7 mRNA表達(0.351±0.124、0.610±0.206、0.430±0.165)均高于對照組(0.181±0.066、0.208±0.072、0.223±0.089)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）;實驗組1月和5月、3月和5月Smad3 mRNA表達水平差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，實驗組Smad3 mR

9、NA1月和3月及對照組各階段表達水平差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);實驗組Smad7 mRNA1月和3月、3月和5月表達差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，實驗組Smad7 mRNA1月和5月表達及對照組各階段表達水平差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。
　　5.大鼠椎間盤組織學評分及Smad3、Smad7表達情況相關性分析:大鼠椎間盤Smad3蛋白和mRNA表達與組織學評分關聯(lián)系數(shù)分別為r=0.527、r=0.640，兩者呈正相

10、關，有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）;Smad7蛋白和mRNA表達與椎間盤組織學評分相關系數(shù)分別為r=0.118、r=0.276，無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);Smad3和Smad7蛋白表達相關系數(shù)為r=0.203，無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）;Smad3和Smad7 mRNA表達相關系數(shù)為r=0.249，無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);椎間盤中Smad3的表達與椎間盤退變呈正相關，而Smad7的表達隨著椎間盤退變的加重及Smad3表達的增高

11、先增高后又呈現(xiàn)下降趨勢。
　　結論:
　　1.Smad3在退變的椎間盤中呈高表達狀態(tài)，其表達與IVDD程度呈正相關。
　　2.Smad7在退變的椎間盤中呈高表達狀態(tài)，其表達隨IVDD加重先呈增高趨勢后呈下降趨勢。
　　3.Smad3和Smad7在IVDD過程中無明確的相關性，但Smad7的表達隨著Smad3的表達先呈增高趨勢后呈下降趨勢，兩者在IVDD中的表達不僅只受對方的反饋調節(jié)。
　　4.調節(jié)Smad3