破裂型椎间盘突出重吸收过程中P38MAPK信号通路的作用

目的 :构建大鼠自体尾椎破裂型椎间盘突出冲吸收动物模型,探讨P38丝裂原活化蛋白激酶(P38 mitogen-activated protein kinases,P38MAPK)信号通路在破裂型椎间盘突出重吸收中的作用。方法 :将40只3月龄SD大鼠随机分为对照组和实验组,每组20只。采用刺破大鼠自体尾椎椎间盘,包埋至L4-5背部肌肉的方法制作破裂型椎间盘突出重吸收模型。实验组从造模至取材之日予腹腔注射P38MAPK特异性阻断剂SB203580;对照组予腹腔注射生理盐水,分别在造模1周和4周后处死并取出包埋的椎间盘,电子天平称重。计算1周末和4周末椎间盘减少质量,镜下观察椎间盘形态退变情况。Real Time PCR法检测P38MAPK、肿瘤坏死因子α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase-3,MMP-3)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的m RNA表达。Western Blot法检测TNF-α、IL-1β、MMP-3、MMP-9及磷酸化P38丝裂原活化蛋白激酶(phosphorylated p38mitogen-activated protein kinase,p-p38MAPK)的蛋白表达。结果 :实验组1周时椎间盘质量减小0.47±2.90mg,4周时减少1.11±3.05mg,两组之间无统计学差异(P>0.05),对照组1周时椎间盘质量减小4.15±1.84mg,4周时减少10.56±3.29mg,两组之间存在统计学差异(P<0.05)。镜下可见,实验组4周时与1周时相比,组织形态无明显退变,对照组4周时与1周时相比,组织形态出现明显退变。Real Time PCR检测,1周时,实验组椎间盘髓核组织中TNF-α、p38MAPK、MMP-3、MMP-9的m RNA表达低于对照组(P<0.05);4周时,实验组TNF-α、IL-1β、p38MAPK、MMP-3的m RNA表达低于对照组(P<0.05)。Western Blot法检测,4周时,实验组椎间盘组织中TNF-α、P38MAPK、P-p38MAPK、MMP-3的蛋白表达低于对照组(P<0.05);对照组4周时椎间盘组织中TNF-α、IL-1β、P-p38MAPK的蛋白表达均高于1周时(P<0.05)。对照组髓核组织中P-p38MAPK与MMP-3、IL-1β、TNF-α的蛋白表达呈正相关(0<r<1,P<0.05)。结论 :P38阻断剂可能通过抑制髓核组织中P38MAPK的磷酸化,降低TNF-α、IL-1β、MMP-3、MMP-9的m RNA和蛋白体表达,从而抑制突出椎髓核组织重吸收。

益气活血方介导P38MAPK信号通路促进突出椎间盘组织重吸收的机制研究

目的:以P38丝裂原活化蛋白激酶(P38MAPK)为切入点,研究益气活血方促进破裂型椎间盘突出组织重吸收的作用机制。方法:将大鼠随机分为对照组、中药组和中药+P38阻断剂组,通过刺破大鼠自体尾椎椎间盘包埋至L4-5背部肌肉的方法统一制作破裂型椎间盘突出重吸收模型。对照组予腹腔注射2%二甲基亚砜(DMSO),生理盐水灌胃;中药组予腹腔注射2%DMSO,益气活血方灌胃;中药+P38阻断剂组予腹腔注射P38特异性阻断剂,益气活血方灌胃。各组均用药干预4周后处死并取出包埋的椎间盘,称重并计算椎间盘减少质量,HE染色镜下观察椎间盘形态退变情况,Real Time PCR法检测P38MAPK、基质金属蛋白酶3(MMP-3)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、血管内皮生长因子(VEGF)等指标的m RNA表达,Western Blot法检测VEGF、MMP-3、MMP-9、P38MAPK、磷酸化P38丝裂原活化蛋白激酶(P-P38MAPK)的蛋白表达。结果:治疗4周后,中药组大鼠椎间盘质量减小值明显高于其他2组(P<0.05)。镜下观察,3组移植椎间盘的组织形态均出现较为明显的退变;与对照组和中药+P38阻断剂组相比,中药组移植椎间盘的组织退变和髓核细胞凋亡更明显。中药组治疗后椎间盘髓核组织中P38MAPK、VEGF、MMP-3、MMP-9的m RNA相对表达量明显高于其他2组(P<0.05),髓核组织中P38MAPK、VEGF、MMP-3、MMP-9及P-P38MAPK的蛋白表达水平明显高于其他2组(P<0.05)。结论:益气活血方能激活P38MAPK信号通路的磷酸化,调控突出髓核组织的新生血管化,提高基质金属蛋白酶的表达,促进细胞外基质(ECM)的降解失衡及细胞的凋亡,显著促进突出椎间盘组织的退变和重吸收。