大鼠退變椎間盤中缺氧誘導因子-1表達的意義

楊凡喜

（高密市醴泉街道衛生院，山東 高密 261500）

大鼠退變椎間盤中缺氧誘導因子-1表達的意義

楊凡喜

（高密市醴泉街道衛生院，山東 高密 261500）

目的 研究在大鼠退變椎間盤中缺氧誘導因子-1（HIF-1α）表達及意義。方法 建立大鼠椎間盤退變動物模型，根據不同的時間點獲得椎間盤標本，腰段手術干預椎間盤為模型組，無手術干預腰椎間盤為對照組。用免疫組化染色方法對模型組與對照組的椎間盤組織中HIF-1α的陽性表達進行定性、定位陽性檢測，結果 模型組免疫組化染色觀察結果：第4周在椎間盤免疫組化切片中可以看到一些細胞具有HIF-1α表達，單因子表達細胞較少，細胞周圍基質中可見散在陽性表達；第8周至第12周的模型組免疫組化染色切片中HIF-1α表達在逐漸增加。結論 HIF-1α表達增加和椎間盤退變的加劇呈正相關聯系。

缺氧誘導因子-1α；椎間盤；退行性病變

椎間盤退化性疾病是導致腰背部疼痛的主要原因之一，骨髓核細胞的可替代表型細胞存活減少、代謝活性降低、基質產生減少和營養不良性鈣化或許可能成為椎間盤退化的關鍵促進因素［1］。缺氧誘導因子（HIF）是一個主要的轉錄因子，主要由低氧誘導產生，直接協調細胞對于缺氧環境的反應。

1　材料與方法

1.1實驗動物：WISTAR大鼠24只，（由魯抗動物中心提供），雌雄不拘，體質量200 g左右。模型組和對照組：每只大鼠L2～3、L3～4、L4～5椎間盤為模型組，L1～2和L5～6椎間盤作為對照組。試劑：HIF-1α兔抗鼠單克隆抗體（北京中杉生物技術有限公司），SABC免疫組化染色試劑盒：武漢博士德生物工程有限公司。

1.2方法：從大鼠的前外側入路開始，手術分離肌肉筋膜等，露出椎間盤視野，將16號針頭刺破椎間盤纖維環，針頭穿刺的深度為5mm，針頭停留的時間在5 s左右，使椎間盤纖維環受到損傷而不使髓核損傷，讓損傷隨著時間進行緩慢的退行性變化。第12周時，分別處死各組大鼠，制備椎間盤切片，免疫組織化學法測定HIF-1α的表達。病理彩色圖像分析軟件測量HIF-1α平均光密度值（平均光密度及陽性細胞比例），進行統計學分析。

1.3統計學處理：采用SPSS18.0進行統計分析，實驗數據以均數±標準差表示，兩組間比較用t檢驗，以P＜0.05為差異有顯著性。

2　結 果

2.1普通光學顯微鏡觀察。對照組：軟骨表面光滑，軟骨細胞排列規則，層次清楚，潮線完整；基質染色均勻。模型組：軟骨表面裂隙明顯，局部有缺損，軟骨細胞排列紊亂，軟骨細胞減少，并見有灶性溶解、壞死，潮線多數消失，血管自軟骨下骨長入軟骨鈣化層。

2.2HIF-1α表達結果：椎間盤標本HIF-1α免疫組化的表達結果顯示，HIF-1α分子主要分布在細胞膜和胞質，血管內皮細胞和周圍的區域HIF-1α表達增加。病理學和統計學結果見表1。模型組表達高于對照組，差異具有顯著性（P＜0.05）。

表1　椎間盤內HIF-1α的表達情況（平均光密度值，均數±標準差）

3　討 論

人類最早退變的組織是椎間盤組織，正常的椎間盤是無血管組織，養分供應主要是通過兩個途徑：第一個是終板途徑，即營養血管經椎體骨髓血竇腔軟骨終板界面擴散到椎間盤髓核與椎間盤纖維環，是主要的營養途徑；第二個是纖維環途徑，纖維環外表面滋養血管纖維［2］。在身體的生長發育和衰老過程中，椎間盤細胞和基質改變，中央部分主要是椎間盤髓核細胞的營養成分供應下降，由于髓核細胞的營養供應不足而導致的營養不良性鈣化是椎間盤退行性病變發生的主要因素［3］。椎間盤基質生成減少的幅度與范圍與椎間盤發生的退行性病變的嚴重性具有因果聯系。有研究已經證明椎間盤基質生成的減少主要與細胞因子和酶激有關，其激活椎間盤相關的細胞因子和酶，并促進相關因子和酶的釋放，充分其發揮在椎間盤退變中的重要作用［4］。

有研究已經證實：HIF-1α對維持內環境穩定起到非常重要的作用，它對于維持正常氧濃度和低氧濃度條件下的能量的產生以及軟骨基質的生產，對維持關節軟骨細胞的生存起著重要的作用［5］。最近有研究表明腰椎間盤突出癥患者關節軟骨中存在缺氧誘導因子-1α的表達，缺氧誘導因子-1α在與腰椎間盤突出癥的人類椎間盤細胞的重吸收與椎間盤細胞的生存方面可能發揮關鍵作用［6］。

［1］ Apeldoorn AT，Bosmans JE，Ostelo RW，et al.Cost-effectiveness of a classification-based system for sub- acute and chronic low back pain［J］.Eur Spine，2012，21（11）：1290-1300.

［2］ Lin CW，Haas M，Maher CG，et al.Cost-effectiveness of guidelineendorsed treatments for low back pain： a systematic review［J］.Eur Spine，2011，20（12）：1024-1038.

［3］ Ohtori S，Inoue G，Orita S，et al.Transdermal fentanyl for chronic low back pain［J］.Yonsei Med J，2012，53（4）：788-793.

［4］ Oksuz E.Prevalence.risk factors，and preference-based health states of low back pain in a Turkish population［J］.Spine，2006，31（5）：E968-972.

［5］ Ciapetti G，Granchi D，Devescovi V，et al.Ex vivo observation of human intervertebral disc tissue and cells isolated from degenerated intervertebral discs［J］.Eur Spine J，2012，21（Suppl 1）：S10-9.

［6］ Park MS，Lee HM，Hahn SB，et al.The association of the activationinducible tumor necrosis factor receptor and ligand with lumbar disc herniation［J］.Yonsei Med J，2007，48（5）：839-846.

The Rat Intervertebral Disc Degeneration of Hypoxia Inducible Factor-1 Expression

YANG Fan-xi
（Liquan Street Hospital of Gaomi， Gaomi 261500， China）

Objective To study the intervertebral disc degeneration in rats of hypoxia inducible factor-1 （HIF-1 alpha） expression and significance. Methods A rat animal model for intervertebral disc degeneration， intervertebral disc specimens obtained according to different time points， lumbar intervertebral disc operation intervention model group，without the intervention of lumbar intervertebral disc operation control group. The results were qualitatively， the positive expression of HIF-1α by immunohistochemical staining technique of the model group and the control group of intervertebral disc tissue localization of positive tests： model group. Results Immunohistochemical staining observation： fourth weeks can see a number of cells with HIF-1 α expression in intervertebral disc immunohistochemical sections， single factor expression few cells， cells in the surrounding stroma scattered positive expression in immune group； model group eighth weeks to twelfth weeks were a gradual increase in the expression of HIF-1 α slices. Conclusion The increased HIF-1 expression was positively correlated with contact of intervertebral disc degeneration and increa.

HIF-1 alpha； Intervertebral disc； Degeneration

R-33

B

1671-8194（2015）09-0016-02