Smad3和Smad7在大鼠椎間盤退變過程中的表達(dá)及相關(guān)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(shì)，解剖學(xué)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(xué)、免疫等因素的影響，并最終導(dǎo)致椎間盤內(nèi)部分子生物特性的改變?nèi)缂?xì)胞凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)改變等。白細(xì)胞介素(IL)、腫瘤壞死因

2、子-α（TNF-α）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等細(xì)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(hào)在細(xì)胞內(nèi)的傳導(dǎo)介質(zhì)，關(guān)于其在IVDD中的作用的研究相對(duì)較少。本實(shí)驗(yàn)通過建立動(dòng)物模型，檢測(cè)退變椎間盤中Smad3、Smad7的表達(dá)情況，觀察其在IVDD過程中的變化，分析研究其與IVDD的關(guān)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(jí)

3、SD大鼠60只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，每組再分為1個(gè)月、3個(gè)月、5個(gè)月三個(gè)觀察階段，每組每個(gè)階段10只。實(shí)驗(yàn)組采用動(dòng)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(duì)照組采用假手術(shù)處理，僅切開皮后直接縫合。分別于1個(gè)月、3個(gè)月、5個(gè)月時(shí)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(xué)法檢測(cè)Smad3和Smad7蛋白的表達(dá);采用RT-PCR

4、技術(shù)檢測(cè)Smad3和Smad7mRNA表達(dá)。數(shù)據(jù)采用SPSS21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　結(jié)果:
　　1.一般情況:在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)組大鼠1月死亡2只，2月死亡1只，對(duì)照組1月死亡1只。
　　2.大鼠椎間盤組織學(xué)評(píng)分:實(shí)驗(yàn)組三個(gè)階段椎間盤組織學(xué)評(píng)分分別為（1.67±1.23、3.56±1.13、4.44±0.88）高于對(duì)照組（0.56±0.73、0.78±0.83、1.22±0.97），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05

5、);實(shí)驗(yàn)組大鼠椎間盤細(xì)胞數(shù)目普遍少于對(duì)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(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂隙，髓核膠樣結(jié)構(gòu)內(nèi)脊索細(xì)胞丟失，軟骨樣細(xì)胞增多，髓核粘液樣變，裂隙形成等，椎間盤內(nèi)出現(xiàn)成骨反應(yīng)，上述情況隨時(shí)間增加而加重;對(duì)照組椎間盤纖維環(huán)及髓核細(xì)胞排列相對(duì)整齊，裂隙、粘液樣變、成骨反應(yīng)較輕，三個(gè)階段差異較小。
　　3.大鼠椎間盤Smad3、Smad7蛋白表達(dá)情況:實(shí)驗(yàn)組三個(gè)階段Smad3蛋白的表達(dá)（22.90

6、±2.72、33.52±4.99、46.48±10.42）均高于對(duì)照組(18.13±3.09、19.06±5.06、20.96±3.38)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）;實(shí)驗(yàn)組三個(gè)階段Smad7蛋白的表達(dá)（18.61±7.52、42.68±15.50、24.46±9.20）均高于對(duì)照組(11.44±3.75、14.46±6.43、15.08±6.31)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）;實(shí)驗(yàn)組1、3、5個(gè)月Smad3蛋白各階段表達(dá)差

7、異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組Smad7蛋白1月和3月、3月和5月表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);實(shí)驗(yàn)組Smad7蛋白1月和5月表達(dá)及對(duì)照組Smad3、Smad7蛋白各階段表達(dá)水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　4.大鼠椎間盤Smad3、Smad7 mRNA表達(dá)情況:實(shí)驗(yàn)組三個(gè)階段Smad3 mRNA表達(dá)（0.441±0.111、0.532±0.153、0.794±0.090）均高于對(duì)照組(0.346±0

8、.101、0.409±0.122、0.413±0.114)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）;實(shí)驗(yàn)組三個(gè)階段Smad7 mRNA表達(dá)(0.351±0.124、0.610±0.206、0.430±0.165)均高于對(duì)照組(0.181±0.066、0.208±0.072、0.223±0.089)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）;實(shí)驗(yàn)組1月和5月、3月和5月Smad3 mRNA表達(dá)水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組Smad3 mR

9、NA1月和3月及對(duì)照組各階段表達(dá)水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);實(shí)驗(yàn)組Smad7 mRNA1月和3月、3月和5月表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組Smad7 mRNA1月和5月表達(dá)及對(duì)照組各階段表達(dá)水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。
　　5.大鼠椎間盤組織學(xué)評(píng)分及Smad3、Smad7表達(dá)情況相關(guān)性分析:大鼠椎間盤Smad3蛋白和mRNA表達(dá)與組織學(xué)評(píng)分關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為r=0.527、r=0.640，兩者呈正相

10、關(guān)，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）;Smad7蛋白和mRNA表達(dá)與椎間盤組織學(xué)評(píng)分相關(guān)系數(shù)分別為r=0.118、r=0.276，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);Smad3和Smad7蛋白表達(dá)相關(guān)系數(shù)為r=0.203，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）;Smad3和Smad7 mRNA表達(dá)相關(guān)系數(shù)為r=0.249，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);椎間盤中Smad3的表達(dá)與椎間盤退變呈正相關(guān)，而Smad7的表達(dá)隨著椎間盤退變的加重及Smad3表達(dá)的增高

11、先增高后又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
　　結(jié)論:
　　1.Smad3在退變的椎間盤中呈高表達(dá)狀態(tài)，其表達(dá)與IVDD程度呈正相關(guān)。
　　2.Smad7在退變的椎間盤中呈高表達(dá)狀態(tài)，其表達(dá)隨IVDD加重先呈增高趨勢(shì)后呈下降趨勢(shì)。
　　3.Smad3和Smad7在IVDD過程中無明確的相關(guān)性，但Smad7的表達(dá)隨著Smad3的表達(dá)先呈增高趨勢(shì)后呈下降趨勢(shì)，兩者在IVDD中的表達(dá)不僅只受對(duì)方的反饋調(diào)節(jié)。
　　4.調(diào)節(jié)Smad3