β-catenin蛋白在頸椎間盤突出癥中的表達及臨床意義

特木爾巴 ，劉大龍， 姚云壯， 黃 建,王壯壯，張炳近 ，臧 虎*

(1.內(nèi)蒙古民族大學附屬醫(yī)院 骨科，內(nèi)蒙古 通遼028000；2.吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院 脊柱外科)

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*通訊作者

β-catenin蛋白在頸椎間盤突出癥中的表達及臨床意義

特木爾巴1，劉大龍2， 姚云壯2， 黃 建2,王壯壯2，張炳近2，臧 虎2*

(1.內(nèi)蒙古民族大學附屬醫(yī)院 骨科，內(nèi)蒙古 通遼028000；2.吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院 脊柱外科)

目的 研究頸椎間盤突出癥患者及正常頸椎間盤中β-catenin蛋白的表達，從而分析其臨床意義。方法 采用免疫組化SP方法分別檢測16例頸椎間盤突出癥患者，5例同期因頸段脊柱創(chuàng)傷手術治療患者的間盤組織中β-catenin蛋白的表達，從而分析其臨床意義。結(jié)果 β-catenin蛋白在退變頸椎間盤組織中有高表達，而對照組正常頸椎間盤組織中無表達，兩組間有統(tǒng)計學差異(P<0.01)。結(jié)論 頸椎間盤退變過程中β-catenin蛋白起一定作用。

頸椎間盤突出癥；免疫組化；β-catenin蛋白

(ChinJLabDiagn,2016,20:1677)

頸椎間盤突出癥是頸部慢性損傷或外傷引起，其發(fā)病機制尚不清楚，目前認為多種細胞因子與信號通路在椎間盤細胞內(nèi)相互作用、相互制約、相互協(xié)調(diào)，共同維持椎間盤內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定以及損傷和修復間的平衡，這種穩(wěn)定與平衡一旦被打破，椎間盤組織將發(fā)生退變。近年來Wnt/β-catenin信號通路在椎間盤退變發(fā)病機制中的作用成為研究熱點。β-catenin蛋白是Wnt/β-catenin信號通路的樞紐分子,調(diào)節(jié)β-catenin在細胞胞內(nèi)穩(wěn)定和累積是Wnt/β-catenin信號通路中最關鍵的步驟。國內(nèi)學者研究發(fā)現(xiàn)β-catenin mRNA及蛋白在退變腰椎椎間盤中有顯著表達[1]，但未發(fā)現(xiàn)頸椎間盤中表達的相關文獻。本文通過HE染色觀察頸椎間盤突出患者及正?；颊哳i椎間盤的病理改變，同時通過免疫組化的方法檢測兩組頸椎間盤中β-catenin蛋白的表達。

1 資料與方法

1.1 一般資料

實驗組收集2013年5月至2014年3月于我院手術的頸椎間盤突出癥患者切除組織標本共16例(男13例，女3例)，平均年齡45歲(19-75歲)。納入標準:術前均有l(wèi)年以上的臨床癥狀和體癥，均經(jīng)頸椎MRI確診為頸椎間盤突出癥。對照組收集同期因頸段脊柱創(chuàng)傷于我院手術的患者頸椎間盤組織5例(男4例，女1例)，平均年齡35歲(18-55歲)。納入標準:創(chuàng)傷前無長期頸椎病史，頸椎MRI排除頸椎間盤突出。

1.2 標本采集和保存

所有手術標本的取得均獲得患者同意。術中取得椎間盤組織標本保存于10%福爾馬林溶液中。

1.3 試劑及儀器

試劑：β-catenin兔抗人單克隆抗體(英國Abcam公司)，二抗：生物素標記山羊抗兔、大鼠、小鼠和豚鼠IgG(中杉金橋，北京)，三抗：辣根酶標記的鏈酶卵白素(中杉金橋，北京)；儀器：冰凍切片機(1720，Leitz，德國)，解剖顯微鏡(南匯光學儀器廠)，光學顯微鏡 (日本SANYO)，顯微照相機 (日本Olympus公司)。

1.4 實驗方法

采用免疫組織化學SP法，AEC染色。β-catenin陽性染色位于細胞質(zhì)內(nèi)，為紅色顆粒。采用雙盲法隨機選取10個高倍視野(×400)，每個高倍視野數(shù)100個軟骨細胞。對陽性細胞所占的百分比計分(<5%=0分， 5%-25%=1分，26%-50%=2分，51%-75%=3分，>75%=4分)進行評分，累積0分為陰性(-)，累積大于或等于1分為陽性(+)。其 中1-2 分 為(+)，3-4 分 為(++)，5-6分為(+++)。以累積積分大于或等于3分為高表達，否則視為低表達。

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS18.0 統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析,采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

HE染色結(jié)果顯示16例實驗組組織標本中10例有頸椎間盤退行性改變，表現(xiàn)為纖維環(huán)及髓核細胞變性壞死，纖維環(huán)進行性纖維化及軟骨終板變薄最終破裂，細胞外基質(zhì)降解。其余6例及對照組組織無明顯退行性改變(圖1a,1b)。

免疫組織化學染色顯示實驗組10例有間盤退變改變的表現(xiàn)為軟骨細胞漿內(nèi)β-catenin蛋白高表達，而對照組正常間盤軟骨細胞內(nèi)無β-catenin蛋白表達，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=15.000,P<0.01)( 表1，圖2a，2b)。

表1 β-catenin在椎間盤組織中的表達

χ2=15.000，P<0.01

圖1a 正常頸椎間盤組織 圖1b 退變頸椎間盤組織

HE染色 HE染色

圖2a 正常頸椎間盤組織 圖2b 退變頸椎間盤組織

內(nèi)無β-catenin蛋白 內(nèi)β-catenin蛋白明

表達 顯表達

3 討論

Herkowitz HN[2]認為,頸椎間盤突出癥的發(fā)病主要是在頸椎退行性改變的基礎上遭受外傷才能引起。對于少數(shù)年輕患者,發(fā)病的唯一條件是頸部遭受外傷。正如我們實驗結(jié)果顯示實驗組16例病例中10例椎間盤存在輕度至重度改變，只有少數(shù)年輕患者(平均年齡為21歲)頸椎間盤無明顯的退行性改變，直接外傷后引起。Wnt信號通路，是一條非常保守的通路，不僅調(diào)節(jié)細胞的分化、增殖、遷移、極性化及凋亡過程，而且參與鄰近細胞間的相互作用。β-catenin是經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路的樞紐分子，在正常細胞中,β-catenin的表達主要位于細胞膜,胞漿中游離量較少。沒有Wnt蛋白激活時，β-catenin與大腸腺瘤息肉蛋白(APC)、軸素(Axin)、酪蛋白激酶(CK)、糖原合成激酶(GSK-3β)形成多蛋白復合體，GSK-3β對β-catenin進行磷酸化啟動了泛素化依賴的蛋白降解過程。Wnt蛋白與細胞膜上受體Frizzled蛋白結(jié)合后降低GSK-3β活性，抑制了β-catenin的磷酸化與降解，使β-catenin在胞質(zhì)內(nèi)大量聚集并轉(zhuǎn)入細胞核，與T細胞因子(TCF)/淋巴細胞因子(LEF)結(jié)合，從而激活靶基因表達，這與細胞的增殖和分化密切相關[3]。近年的研究發(fā)現(xiàn) Wnt/β-catenin信號通路在骨細胞的分化、增殖和凋亡中發(fā)揮著非常重要的角色,如該信號通路異常表達，可能會導致骨骼系統(tǒng)代謝失衡,從而引起骨關節(jié)炎的發(fā)生[4]。Zhu M等[5]研究發(fā)現(xiàn)條件性激活成年小鼠軟骨細胞β-catenin基因，會導致異位軟骨細胞分化提前。Wnt/β-catenin信號通路激活異常軟骨細胞外基質(zhì)分泌就會顯著減少。有研究證實在體外培養(yǎng)軟骨細胞并激活wnt/β-catenin信號通路表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氨基葡聚糖含量顯著下降，細胞外基質(zhì)合成明顯減少[6]。我們的研究結(jié)果顯示β-catenin蛋白在退變間盤組織中顯著表達，從而考慮β-catenin蛋白的高表達可能促進了頸椎間盤的退變過程，詳細機制需進一步研究探討。

[1]王 晶.經(jīng)典 Wnt/β-catenin信號通路在椎間盤退變中的作用及機制研究[D].武漢:華中科技大學,2009.

[2] Herkowitz HN,Kurz LT,Overholt DP.Surgical management of cervical solf disc herniation [J].Spine,1990,15:1026.

[3] MacDonald BT,Tamai K,He X.Wnt/beta-catenin signaling:components,mechanisms,and diseases[J].Dev Cell,2009,17:9.

[4] 吳茂聰,鄭維好,李振華.Wnt/β-catenin信號通路對骨關節(jié)炎發(fā)病和治療的作用機制[J].大連醫(yī)科大學學報,2010,32(6):713.

[5] Zhu M.Tang D,Wu Q,et al.Activation of beta-catenin signaling in articular chondrocytes leads to osteoarthritis-like phenotype in adult beta-catenin conditional activation mice[J].J Bone Miner Res,2009,24(1):12.

[6] Shortkroff S,Yates KE.Alteration of matrix glycosaminoglycans diminishes articular chondrocytes,response to a canonical Wnt signal[J].Osteoarthritis Cartilage,2007,15(2):147.

The expression and clinical significance of β-catenin protein in the cervical intervertebral disc herniation

Temuerba,LIUDa-long,YAOYun-zhuang,etal.

(DepartmentofOrthopaedics,TheaffiliatedhospitalofInnerMongoliaUniversityofNationalities,Tongliao028000,China)

Objective To study the expression of β-catenin protein in cervical intervertebral disc herniation,and to analyze the clinical significance.Methods The expression of β-catenin protein in 16 cases of cervical intervertebral disc herniation and 5 cases normal cervical intervertebral disc tissue were detected by immunohistochemistry.Results β-catenin protein showed high expression in the degeneration of cervical intervertebral disc tissue.However,it has no expression in the control group of normal cervical intervertebral disc tissue，it has statistical significance (P<0.01).Conclusion β-catenin protein might play a role in the development of degeneration of cervical intervertebral disc tissue

cervical intervertebral disc herniation； immunohistochemical method；β-catenin protein

1007-4287(2016)10-1677-03

R681.5+3

A

2015-04-11)