力学因素对椎间盘退行性变的影响及机制

背景:课题组前期研究发现,力学刺激可影响Wnt/β-catenin信号通路中多个关键蛋白(包括β-catenin、GSK-3β蛋白等),但其是否通过调控髓核细胞中Wnt/β-catenin信号通路有待于进一步明确.目的:阐明持续负载压力诱导椎间盘退行性变的效应特点,探讨力学因素介导Wnt/β-catenin信号通路对椎间盘退行性变的影响机制.方法:获取70只新西兰大白兔的脊柱运动节段,采用自主研发的离体兔脊柱运动节段模型,根据不同大小的持续负载压力将其分为空白对照组(0 kg)、低压力组(0.5 kg)、中压力组(1 kg)、高压力组(3 kg);再选取最优持续负载压力组(对照组),分别采用Wnt/β-catenin信号通路特异性激活剂SB216763(激活剂组)及抑制剂ICG001(抑制剂组)干预,连续干预3 d.采用苏木精-伊红染色、DAB染色、Western blot、RT-PCR等技术观察髓核细胞和功能.实验方案经中国中医科学院望京医院医学伦理委员会批准.结果 与结论:①中压力(1 kg)下髓核细胞存活率较高;3 d时持续负载压力可明显诱导椎间盘退行性变发生;②与对照组相比,激活剂组中髓核组织内髓核细胞数量明显增多、细胞形态规则、髓核中纤维组织和瘢痕不明显;β-catenin及聚集蛋白聚糖蛋白表达水平较高、GSK-3β蛋白表达水平显著降低(P<0.05),聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白mRNA表达水平显著升高(P<0.05);③与对照组相比,抑制剂组髓核组织内髓核细胞明显减少、细胞形态多成梭形、髓核中纤维组织及瘢痕较明显;GSK-3β及β-catenin表达量差异无显著性意义,聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白mRNA表达水平显著降低(P<0.05);④结果说明,持续负载力可通过介导Wnt/β-catenin信号通路调控髓核细胞影响椎间盘退行性变的进程.