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摘要背景：椎间盘退行性变（Intervertebraldiscdegeneration，IVDD）通常与脊柱退行性疾病的发生密切相关，它不仅给人们带来严重的并发症如残疾、疼痛，同时也给个人和社会带来了严重的经济负担。Periostin（POSTN）作为一种细胞外基质蛋白，已被证实在椎间盘细胞中表达，并且其与椎间盘退变密切相关。目的：探讨了POSTN促进大鼠髓核细胞（Nucleuspulposuscells，NPCs）凋亡的机制。方法：根据椎间盘退行性变患者术前脊柱磁共振成像（MRI）影像学结果对病人椎间盘（Intervertebraldisc，IVD）进行Pffirmann分级，在手术中收集PffirmannⅡ级（轻度退变），Ⅲ级（中度退变）和Ⅴ级（重度退变）的IVD组织标本（n=8）。苏木精-伊红（Hamp;E）染色、番红-O/固绿染色和甲苯胺蓝染色来进一步确认髓核（Nucleuspulposus，NP）组织样本的退变等级，并通过蛋白免疫印迹实验（westernblotting）和免疫组织化学检测不同退变等级的NP组织中POSTN、β-catenin和cleaved-caspase-3（C-caspase3）的表达水平。此外，通过建立动物和细胞退变模型进一步研究POSTN、β-catenin和C-caspase3的表达差异。在体外实验中，通过向正常的大鼠NPCs的培养基中添加不同浓度的重组POSTN（rPOSTN；1μg/ml，5μg/ml，10μg/ml），以及在相同浓度的rPOSTN（5μg/ml）下与细胞作用不同时间（24h，48h，72h），探究rPOSTN对正常的大鼠NPCs中Wnt/β-catenin通路活性和凋亡的影响。另外，在大鼠退变NPCs中，通过慢病毒转染的方式抑制POSTN基因的表达，更进一步探究POSTN对Wnt/β-catenin通路和细胞凋亡的影响。对于POSTN介导大鼠NPCs凋亡的具体机制，在rPOSTN和Wnt/β-catenin通路抑制剂预处理后，检测各组间相关蛋白表达和细胞凋亡率的差异。最后，我们通过大鼠活体实验来进一步验证细胞实验的结果。Westernblotting、细胞免疫荧光和免疫组织化学技术用来检测各组间蛋白表达水平，实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测各组中mRNA的表达，TUNEL检测和APCAnnexinV/7-ADD双染流式细胞术用来评估各组间细胞凋亡情况。结果：Westernblotting和免疫组织化学检测结果显示，在中度和重度退变的人体IVD中POSTN、C-caspase3和β-catenin的蛋白表水平达更高，与IVDD的Pffirmann分级呈正相关。在RT-qPCR检测的结果中也证实了POSTN和β-catenin的mRNA表达水平在严重退变的IVD中表达更高。此外，这一结论在动物和细胞退变模型中也得到了验证。在细胞实验中，随着rPOSTN干预浓度和时间的增加，细胞中Wnt3a、β-catenin、C-caspase3、caspase9和Bax的表达逐渐增加，与rPOSTN呈时间-剂量依赖性，而Bcl-2的表达则与之相反。TUNEL检测和APCAnnexinV/7-ADD双染流式细胞术的结果也显示了其细胞凋亡率与rPOSTN呈时间-剂量依赖关系。当POSTN基因被抑制时，在衰老退变的NPCs中Wnt/β-catenin通路活性和细胞凋亡率降低。有趣的是，当向POSTN基因抑制的细胞中添加rPOSTN时，其Wnt/β-catenin通路活性和细胞凋亡率重新增加。此外，我们发现抑制Wnt/β-catenin通路可部分缓解rPOSTN介导的大鼠NPCs凋亡。最后，在大鼠活体实验中，我们也进一步证实了抑制POSTN的表达可以改善穿刺诱导的IVDD。结论：总之，我们的研究表明POSTN在IVDD中表达升高，可通过激活Wnt/β-catenin通路促进大鼠NPCs凋亡加剧IVDD。