创伤后一氧化氮在椎间盘软骨终板细胞中变化的基础研究

研究设计： 收集49例临床上确诊为胸腰椎爆裂骨折患者的相关临床资料，在术中收集损伤椎体上位及下位椎间盘软骨终板，并收集正常椎间盘软骨终板标本进行相关组织学检测。观察比较软骨终板重要炎症介质NO及其上游合成酶的变化规律。 研究目的： 了解外伤后胸腰椎爆裂骨折NO在椎间盘软骨终板中的改变，认识外伤后NO在椎间盘软骨终板中的产生和作用机制，并进一步解释NO在外伤后参与加速椎间盘退变过程中的作用。 研究背景： NO是近10年来发现的一种新的细胞信使分子和效应分子，其结构简单，易扩散，反应性强，性质活泼而不稳定，生物半衰期很短（约2-3s）。广泛存在于生物体内各组织器官中，由血管内皮细胞产生并释放，参与机体内多种生理及病理过程。近年来，有研究认为NO参与了椎间盘退变及其继发病理改变。NO，TNF-α，IL-1β等炎性细胞因子通过自分泌或旁分泌方式作用于椎间盘细胞，改变其生物学行为，产生病理效应，从而参与椎间盘退变。退变的椎间盘细胞在生物化学上发生改变，产生各种炎性细胞因子，最终可能引起椎间盘突出。但是骨折后由于终板软骨的生理病理改变，以及损伤后炎症因子的增加（如NO，IL-1，TNF等）引起软骨终板的退变并加速其软骨细胞的凋亡，其作用的程度，作用机制是否也如自然退变中所示?且其上下软骨终板的损伤程度在分子水平上是否有差别?国内外尚未见有这方面的报到。 材料与方法： 临床上收集49例胸腰椎爆裂骨折患者的临床资料，在前路手术中按损伤椎体的相应上下位置关系收集爆裂椎体上位及下位椎间盘的软骨终板。18份正常软骨终板组织标本取自3具新鲜尸体。方法：（1）用南京聚力生物工程研究所提供的试剂盒，以硝酸还原酶法测定上清液NO。此方法利用硝酸还原酶特异性将NO3-还原为NO2-，通过显色深浅测定其浓度的高低，测定标本中的NO浓度。（2）对软骨终板进行石蜡包埋组织切片后，进行NF-KB，iNOS的免疫组化染色，观察其在受损软骨终板组织及正常软骨终板组织内的表达特点。（包括表达部位，表达强度，范围）。根据以上实验结果比较：（1）NO含量在损伤椎体上位椎间盘软骨终板与正常椎间盘软骨终板间的差异（2）NO含量在损伤椎体下位椎间盘软骨终板与正常椎间盘软骨终板间的差异（3）NO含量在损伤椎体上、下软骨终板间的差异（4）NF-KB，iNOS在损伤椎体上、下位椎间盘软骨终板内表达的阳性率的差异（5）NF-KB，iNOS在损伤椎体下位椎间盘上、下软骨终板与正常椎间盘软骨终板内表达的阳性率的差异。 结果： 通过相关组织学检测发现：（1）NF-κB主要表达在软骨终板细胞核内，其在软骨终板骨折周围的表达明显强于周围组织，在受伤椎体上位椎间盘软骨终板中的表达强于下位椎间盘软骨终板，NF-κB在正常椎间盘软骨终板中不表达。（2）iNOS在软骨终板细胞内表达，其在软骨终板骨折周围的表达明显强于周围组织，iNOS在受伤椎体上位椎间盘软骨终板中的表达强于下位椎间盘软骨终板，iNOS在正常椎间盘软骨终板中不表达。对相关数据统计分析后，发现：（1）损伤椎体的上位椎间盘上、下软骨终板与正常椎间盘软骨终板的NO含量比较，统计学上存在差异，损伤椎体的上位椎间盘上、下软骨终板的NO含量明显高于正常椎间盘软骨终板。（2）损伤椎体的下位椎间盘上、下软骨终板与正常椎间盘软骨终板的NO含量比较，无统计学意义，下位椎间盘上、下软骨终板与正常椎间盘软骨终板的NO含量无差异。（3）损伤椎体的上软骨终板与下软骨终板的NO含量比较，统计学上存在差异，损伤椎体的上软骨终板的NO含量明显高于下软骨终板。（4）上、下位椎间盘软骨终板内NF-κB，iNOS的阳性表达率有差异，上位椎间盘软骨终板内NF-κB及iNOS的阳性表达率明显高于下位椎间盘软骨终板。（5）损伤椎体的下位椎间盘软骨终板与正常椎间盘软骨终板NF-κB，iNOS的阳性表达率中的阳性表达率有差异，损伤椎体的下位椎间盘软骨终板的NF-κB，iNOS的阳性表达率明显高于正常椎间盘软骨终板。 结论： （1）在胸腰椎爆裂骨折中，NO含量及其上游核转录因子B（NF-κB），诱导性一氧化氮合成酶（iNOS）在上位椎间盘软骨终板的表达率明显高于下位椎间盘软骨终板，高于正常椎间盘软骨终板。提示上位终板在胸腰椎爆裂骨折中受到的损伤较重。 （2）下位椎间盘软骨终板NO含量及其上游核转录因子B（NF-κB），诱导性一氧化氮合成酶（iNOS）的阳性表达率与正常椎间盘软骨终板几乎没有差别，提示下位椎间盘软骨终板的损伤小。 （3）由于在创伤后重要炎性介质NO在表达强度上和作用机制上都有别于早期自然退变的椎间盘，推测创伤后NO引起椎间盘改变的机制和过程有别于单纯的椎间盘退变。