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特发性脊柱侧凸椎旁肌的细胞骨架和胶原蛋白的表达

陈旭琼

   特发性脊柱侧凸(Idiopathic Scoliosis,IS)为病因不明的无任何先天性脊柱异常或并有神经肌肉或骨骼疾病的结构性侧凸。对其病因,科学工作者进行了大量的研究,目前对IS病因的推测有:遗传学因素,脊柱的结构成分异常,脊柱周围的骨骼肌病变,生长因子与激素,神经系统,生物因子。 其中脊柱两侧椎旁肌肌力不平衡被认为是IS最有可能的病因,通过临床和实验研究发现,IS椎旁肌异常包括肌纤维形态及组型、肌组织化学等的异常。而上述肌组织的异常究竟是原发性还是继发性改变仍存在争议。 本研究通过对椎旁肌组织形态、结蛋白、波行蛋白和胶原及其亚型的探讨,推测椎旁肌与IS的关系。已知上、下运动神经单位损伤,肌肉营养不良可引起脊柱侧凸,我们从而认为椎旁肌的病变可引起脊柱侧凸。而作为IS本身的畸形,可影响脊柱活动从而导致两侧椎旁肌的形态改变。要区别椎旁肌与IS的关系,有必要对IS与先天性脊柱侧凸(Congenital Scoliosis,CS)椎旁肌的形态进行比较,从而推测椎旁肌在IS发生发展中的作用机制。 结蛋白(desmin)与波行蛋白(vimentin)是肌细胞中细胞骨架的主要蛋白,它们两者的表达可以反应肌细胞的损伤和再生,也可反应肌细胞的收缩功能。胶原(collagen)及其亚型Ⅰ,Ⅲ型胶原的表达强弱可反应肌肉功能,并能反应肌肉损伤再生后的病理分期;反之,椎旁肌的病变也可影响胶原及其亚型的表达水平。 本研究通过观察IS椎旁肌形态,细胞骨架相关蛋白和胶原的免疫组织化学的特点,同时与CS椎旁肌的这几种组织成分进行对比,揭示IS与细胞骨架蛋白及胶原的相关关系,探讨IS的发病机制,为临床治疗研究提供新的思路与方法。 课题分两个部分: 第一部分特发性脊柱侧凸椎旁肌结蛋白和波行蛋白的表达 第二部分特发性脊柱侧凸椎旁肌胶原蛋白的表达 第一部分的目的:通过比较脊柱侧凸顶椎处两侧椎旁肌形态和结蛋白及波形蛋白的表达,探讨椎旁肌在IS发生发展中的作用机制。 方法:对2005年7月至2006年11月间南方医院脊柱骨病科部分IS患者(12例)顶椎凹凸侧、CS患者(5例)顶椎凹凸侧,对照组(5例)椎旁肌进行活检,标本行4%的多聚甲醛固定和制片,HE染色,光镜下观察椎旁肌的形态;行2.5%的戍二醛固定和制片,电镜下观察椎旁肌的形态;SP法分别对光镜切片的结蛋白和波形蛋白进行免疫组织化学染色,光镜下观察蛋白表达;应用图象分析系统测量椎旁肌结蛋白表达的平均光密度(Optical Density,OD),应用SPSS 13.0软件进行统计学处理,α=0.05。 结果:IS椎旁肌在光镜及电镜下均有异常形态改变,凹侧椎旁肌形态明显异常,凸侧椎旁肌相对正常;免疫组织化学染色示IS及CS椎旁肌(IS、CS分别为1.369+0.022和1.378+0.025)在顶椎凸侧相对于对照组结蛋白表达(1.335+0.010)显著增强(F=6.328,P=0.008),IS及CS椎旁肌在顶椎凹侧(IS、CS分别为;1.287+0.008和1.288+0.007)相对于对照组表达显著减弱(F=62.281,P<0.001);IS与CS凸侧较相应凹侧椎旁肌表达显著增强(IS:t=11.719,P<0.001;CS:t=11.300,P<0.001)。而波形蛋白表达在各组间椎旁肌肌纤维内表达均无显著差别。 结论:IS椎旁肌不存在再生现象,椎旁肌形态改变和结蛋白表达凸侧增强及凹侧减弱继发于IS。 第二部分的目的:通过比较脊柱侧凸顶椎处两侧椎旁肌胶原及其Ⅰ型和Ⅲ型胶原的表达,探讨椎旁肌胶原及其亚型在IS发生发展中的作用机制。 方法:同第一部分的设计,标本取自第一部分的蜡块切片;应用Masson氏三色染色法显示胶原蛋白的表达,图像分析系统测量各组胶原的阳性表达面积占视野内肌纤维面积百分比(Percent of Positive Area,PPA);应用免疫组织化学方法对Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原染色并观察其在各组的表达情况,并对表达强度予分级。数据采用SPSS 13.0软件进行统计学处理。。 结果:光镜见IS、CS凹侧椎旁肌胶原表达增多、增粗,分布紊乱;IS、CS凸侧椎旁肌及对照组表达相对正常。IS、CS组凹侧椎旁肌中胶原PPA(IS、CS分别为0.255±0.036和0.253±0.023)显著高于对照组(0.056±0.004)(H=11.087,P=0.004);而凸侧(IS、CS分别为0.057±0.006和0.055±0.002)及对照组之间无显著性差别(F=0.480,P=0.626)。IS与CS中凸侧相对于凹侧表达显著减弱(IS:t=18.704,P<0.001;CS:t=19.244,P<0.001)。免疫组织化学染色示IS、CS凹侧椎旁肌中Ⅰ型胶原表达显著低于对照组(H=9.691,P=0.008);而凸侧及对照组之间无显著性差别(H=2.100,p=0.350)。IS与CS中凸侧相对于凹侧表达显著增强(IS:H=10.500,P<0.001;CS:H=0.000,P=0.008)。Ⅲ型胶原表达在各组间无显著差别(脊柱侧凸凸侧及对照组:H=0.381,P=0.826;脊柱侧凸凹侧及对照组:H=2.386,P=0.303;IS两侧:H=47.500,P=0.119;CS两侧:H=10.000,P=0.549)。 结论:IS凹侧椎旁肌胶原表达增强,凸侧椎旁肌Ⅰ型胶原表达增强,其表达变化为IS的继发性改变。……   
[关键词]:特发性脊柱侧凸;椎旁肌;结蛋白;波形蛋白;胶原
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:第一军医大学2007年