前言腰椎间盘退变被认为是临床上腰间盘突出症,腰椎管狭窄,慢性下腰痛等疾病的病理基础。椎间盘退变的机制较为复杂,目前研究认为椎间盘退变主要表现在细胞和细胞外基质成分的变化,而后者是椎间盘力学特性丧失的直接原因。总之退变的实质就是椎间盘细胞外基质的降解及基质与细胞粘附功能消退导致的细胞凋亡。基质金属蛋白酶(MMPs)属蛋白水解酶类,是降解细胞外基质(ECM)的关键酶。人类间盘组织的蛋白质成分与相对应软骨基质成分中的蛋白质结构具有相同的N未端,提示MMPs可能在间盘基质退变中发挥作用。然而,MMP—12在椎间盘退变中的作用研究尚少,本次实验采用免疫组织化学S-P法和逆转录一聚合酶链式反应(RT—PCR)法检测人腰椎间盘细胞MMP—12蛋白表达,研究MMP—12与人腰椎间盘退变的关系。实验对象实验所用间盘取自术中(2007年1月至2007年12月在中国医科大学附属第一医院骨科手术治疗患者),共35例。其中:对照组:无椎间盘突出症手术患者的腰椎间盘5例(胸腰椎骨折前路手术术前经MRI证实无腰椎间盘退行性改变。)退变组:根据术中情况及MRI所示分为:突出型:术中及MRI示纤维环未全破裂,因压力而突出14例脱出型:术中及MRI示纤维环全层破裂,髓核组织未游离10例游离型:术中及MRI示纤维环全层破裂,髓核组织游离6例实验方法分别为对照组、实验组(突出型、脱出型、游离型),用PBS液代替一抗做阴性对照,分别行取材、固定、包埋、制片,苏木素复染和MMP—12的免疫组化染色及常规HE染色,在显微镜下观察阳性细胞表达情况,测量阳性细胞率;用逆转录一聚合酶链式反应(RT—PCR)法检测MMP—12基因mRNA转录水平,所有资料采取X~2检验及T检验。实验结果HE染色组织学观察在退变间盘中,各标本均表现出一定的退变特征,细胞数量减少,失去原有软骨细胞形态。免疫组织化学S—P法检测椎间盘细胞MMP—12的蛋白表达,在对照组中,多数样本MMP—12阳性细胞率低;在退变间盘中,多数样本MMP—12阳性率较高。MMP—12基因mRNA转录水平在对照组中均较低;退变组中均有较强表达。X2检验及T检验分析证实组间差异有统计学意义(P＜0.01)讨论椎间盘退变是引起下腰痛的重要原因之一,椎间盘退变是一个复杂的生理过程,其发生机制尚未完全阐明,椎间盘退变的特征性改变是髓核中蛋白聚糖含量下降及伴随的水分丢失。髓核呈凝胶状,疏松的纤维网架上布满蛋白多糖基质,纤维环主要是胶原成分,软骨终板的细胞为典型的软骨细胞。椎间盘的退变是与年龄相关的自然老化过程,表现在细胞和基质成分的变化,其中基质成分的变化是力学特征丧失的直接原因。椎间盘细胞营养活性降低,影响细胞的代谢和生物合成,基质合成与降解之间的平衡被打破导致椎间盘退变。基质金属蛋白酶(MM P s)是降解细胞外基质(E C M)的关键酶。目前国内外研究结果提示MMP—12在许多生物过程中发挥重要作用,参与正常或病理条件下的组织重塑。MMP—12与许多疾病有关,如COPD、主动脉瘤、冠心病、重症急性胰腺炎、肺纤维化、骨关节炎与类风湿性关节炎、某些恶性肿瘤等。但与腰椎间盘退变的相互关系尚不明确,本课题实验通过对基质金属蛋白酶MMP—12在退变椎间盘组织中表达的测定来验证MMP—12在椎间盘退变过程中所起到的作用。在本实验中,多数退变椎间盘中MMP—12表达阳性率高,且退变组间盘MMP—12基因mRNA转录水平比正常组间盘高,证明MMP—12参与了间盘退变。MMP—12属于基质金属蛋白酶家族中的基质溶解酶,分布在胞浆中。其分子量为54KD,其作用底物范围广泛,主要是蛋白多糖和糖蛋白,包括弹性蛋白,TNFα,α1蛋白酶抑制剂,纤维结合蛋白,明胶、层粘连蛋白、Ⅳ型胶原、蛋白聚糖。椎间盘细胞外基质由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅸ、Ⅹ和Ⅺ型胶原和粘蛋白包括蛋白聚糖、二聚糖和核心蛋白多糖组成。MMP—12可以完全降解胶原Ⅴ,部分降解胶原Ⅰ,可以降解粘蛋白纤维连接蛋白。另外它也可能通过层联激活其它MMP,从而与椎间盘的破坏性过程间接相关。其中巨噬细胞源性MMP—12可能在椎间盘的破坏性过程中起了某种重要作用。综上所述,MMP—12参与了腰椎间盘退变的病理过程,但是其作用及调节机制有待于深入研究。结论MMP—12在椎间盘退变过程中起着重要的促进作用。同时,MMP—12也可能是导致退变不断进展的原因之一。