VEGF在脊髓型頸椎病動物模型椎間盤組織中的表達及意義*

樊成虎，唐曉棟，肖正軍，蘭曉飛

1 甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050；2 甘肅中醫(yī)藥大學

VEGF在脊髓型頸椎病動物模型椎間盤組織中的表達及意義*

樊成虎1，唐曉棟1，肖正軍2，蘭曉飛2

1 甘肅省中醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050；2 甘肅中醫(yī)藥大學

目的：探討血管內皮生長因子(VEGF)在脊髓型頸椎病動物模型椎間盤組織中的表達及意義。方法：將脊髓型頸椎病大鼠模型中取得的椎間盤組織（造模組）進行HE染色及VEGF免疫組化檢測，并與正常組作對照分析。結果：造模組大鼠頸椎間盤中髓核和纖維環(huán)VEGF的含量為74.10%和5.72%，分別高于對照組大鼠的28.40%和4.70%，2組比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。結論：脊髓型頸椎病病變椎間盤內可誘導產生VEGF，提示VEGF可能通過促進新生血管的發(fā)生、發(fā)展，在退變的椎間盤組織中發(fā)揮作用。

脊髓型頸椎病；組織學；免疫組織化學；血管內皮生長因子

頸椎病是一種臨床常見病，一般分型為局部型、神經根型、椎動脈型、脊髓型、交感型、混合型、食管壓迫型等。其中脊髓型頸椎病(Cervical Spondylotic Myelopathy，CSM)約占頸椎病分型的10～15%。其早期多以隱匿侵襲形式發(fā)展，容易漏診、誤診，后期致殘率高［1］。一般認為形成脊髓型頸椎病的主要原因是頸脊髓、附屬結構、血管受到來源于頸椎間盤退變、后凸、黃韌帶增生肥厚、鈣化，椎體骨贅增生等壓迫或刺激所致。

正常椎間盤是一個無血管的組織，營養(yǎng)供應主要是通過兩個途徑被動擴散，一是終板途徑，即椎體內血管的營養(yǎng)物質通過骨髓腔血竇-軟骨終板界面擴散到椎間盤，營養(yǎng)髓核與纖維環(huán)內層，是椎間盤主要的營養(yǎng)途徑；二是纖維環(huán)途徑，即纖維環(huán)表面血管營養(yǎng)纖維環(huán)外層口［2］。突出的椎間盤進入硬膜外腔后其碎片主要特征是邊緣區(qū)域有血管形成和巨噬細胞浸潤。髓核穿破后縱韌帶進入硬膜外腔后成為機體抗原，誘導以血管反應為中心的免疫性炎癥，硬膜外腔小血管爬行長入，單核、巨噬細胞系統(tǒng)通過新生毛細血管網侵入到突出的椎間盤組織內，它們釋放各種蛋白水解酶，分解髓核組織［3］。在椎間盤退變中可見新生血管生成的表現。有研究［4］發(fā)現血管形成、生長與許多細胞因子相關，血管內皮生長因子(VEGF)是其中一種重要的血管生長刺激因子［5］。陳飛等［6］研究表明退變椎間盤組織中有VEGF的表達，且VEGF的表達與退變程度呈正比。本研究通過動物造模法復制脊髓型頸椎病模型，并采用免疫組化技術檢測并探討VEGF在其中的表達和意義。

1 材料與方法

1.1 材料本實驗采用植骨法復制大鼠脊髓型頸椎病(CSM)模型。選用健康雄性SPF級6月齡Wistar大鼠60只，實驗動物許可證號：SCXK(甘) 2011-0001，體質量(250±20)g，經適應性喂養(yǎng)后，以隨機數字表法抽取20只為正常對照組，其余40只為CSM造模組。從造模組中選取造模成功的20只大鼠稱重，按體質量編號，并依照隨機數字表法分組。

1.2 方法1)采用HE染色進行形態(tài)學觀察；2)免疫組織化學法(SABC法)檢驗HIF-lα、VEGF的表達情況。3)免疫反應切片在BX60F／PM30-3型顯微照相系統(tǒng)下觀察并攝像。4)圖片應用彩色病理圖文分析系統(tǒng)進行免疫反應產物顯微圖像分析，得出平均光密度值和積分平均光密度值。

1.3 觀察指標1)HE染色觀察其中有無血管組織浸潤，椎間盤組織中軟骨細胞是否增生，纖維板狀結構有無破壞，基質是否增生，以確定是否有退變。2)VEGF免疫組化染色中胞漿或胞膜中出現紅色顆粒判斷為VEGF陽性細胞。如果陽性細胞總數＞5%判斷為陽性。

1.4 統(tǒng)計學方法數據采用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件分析，采用方差分析，檢驗水準為α=0.05。

2 結果

1)對照組椎間盤組織基質少見，軟骨細胞呈紡鍾形，無血管組織浸潤；而造模組椎間盤組織表現為軟骨細胞增生，纖維細胞基質合成增多，纖維環(huán)板層狀結構破壞，見圖1—2。2)VEGF的表達：在造模組和對照組中均可見VEDF的陽性表達。造模組大鼠頸椎間盤中髓核VEGF的含量為74.10%，高于對照組大鼠的28.40%，造模組大鼠頸椎間盤中纖維環(huán)VEGF的含量為5.72%，高于對照組4.70%，2組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。

圖1 造模組椎間盤組織呈現退變、炎性樣改變(100×)

圖2 免疫組化染色中胞漿中VEGF陽性細胞(100×)

3 討論

人VEGF蛋白由美國科學家于1989年成功純化與鑒定。VEGF早期亦稱作血管通透因子(VPF)，是由2條相對分子質量各為24 000的單鏈，以二硫鍵組成的高度保守的同源二聚體糖蛋白。VEGF mRNA剪切方式不同，故可產生VEGFl21、VEGFl45、VEGFl48、VEGFl65、VEGFl83、VEGFl89和VEG206等7種蛋白形式［7］。作為一類多功能細胞因子，VEGF通過與受體特異性結合發(fā)揮作用。其生物學活性可表現為以下幾點。1)促血管發(fā)生、生成和成熟VEGF是血管形成的中心調控者，在生理及病理性血管生成中起著至關重要的作用。Mattar等［8］發(fā)現，在重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白(rhBⅧ)-2基礎上加入VEGF后血管生成數量(毛細血管密度)明顯高于未加入組(單純rhBMP-2)，說明VEGF促血管生成和發(fā)生的作用是明確的。2)對細胞外基質的作用EGF可改變細胞外基質(ECM)，使其利于細胞生長；同時在ECM的基礎上，VEGF可發(fā)揮更強的促血管生成和發(fā)育的作用。3)增加血管通透性，Murata等［9］在研究大鼠糖尿病視網膜病變模型時發(fā)現模型中VEGF的免疫反應性明顯增高，血管周圍尤其明顯，并在血管周圍檢測到外滲的白蛋白，說明VEGF可增加血管通透性。4)維持血管功能。VEGF通過刺激內皮細胞生長促進一氧化氮分泌，起到維持血管功能的作用。5)參與調節(jié)促進骨生成，VEGF在脊髓型頸椎病退變的椎間盤內表達呈陽性。Liu XW等［10］對觀察組78只SD大鼠構建椎間盤退變模型，3個月后與對照組(8只正常SD大鼠)比較VEGF陽性表達率，結果觀察組VEGF陽性率分別為74.4%，其中毛細血管滲透率達62.8%，均較對照組高且差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。孫小航等［11］觀察不同月齡新西蘭大白兔椎間盤組織中VEGF和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)表達的變化情況，發(fā)現隨著月齡的增加，椎間盤中各組織結構成分發(fā)生從生長、成熟到退變的相應變化。VEGF和bFGF的表達都經歷了從有到無、再從無到有的變化，他們的表達強度也都隨著月齡從強到弱、再從弱到強；并且VEGF和bFGF的表達和椎間盤組織結構的變化具有相似性。VEGF在不同時期和狀態(tài)時在椎間盤中的表達提示它在椎間盤發(fā)育、成熟和退變過程中可能具有重要的調節(jié)作用。龍厚清等［12］發(fā)現胎兒椎間盤脊索細胞和纖維環(huán)外層血管內皮細胞出現陽性免疫染色，陽性率達87.5%，生長期和成人期椎間盤未見陽性表達；退變突出組總陽性率為83.3%，VEGF表達主要出現于破裂型和游離型椎間盤突出(P＜0.01)，提示胎兒期和破裂型(包括游離型)突出椎間盤組織可產生內源性VEGF，且對VEGF進行了定量，充分說明突出椎間盤中VEGF的陽性表達與病程、突出類型密切相關。

綜上所述，VEGF在椎間盤中的高表達，標志著椎間盤退變的開始，并可誘導和加速椎間盤的退變。且在此過程中，VEGF均與血管浸潤及椎間盤退變程度呈正相關。因此有觀點認為，椎間盤的微環(huán)境中細胞因子的相互作用，表現為一個復雜的、立體的、多元的關系結構，而VEGF可能是其中關鍵作用點之一。退變頸椎間盤組織中VEGF的表達與突出類型相關，VEGF可能在抑制椎間盤的退變中發(fā)揮重要作用。HIF-lα和VEGF共同參與了椎間盤退變；HIF-lα可能通過上調VEGF的表達來促進椎間盤組織中新生血管的形成，進而延緩椎間盤退變的發(fā)生。但二者的協(xié)同機制需進一步完善研究。通過調節(jié)二者的活性防治椎間盤退變，對治療脊髓型頸椎病提供了新的思路。

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Expression and Meaning of VEGF in Intervertebral Disc Tissue of Animal Model with Cervical Spondylotic Myelopathy

FAN Chenghu1,TANG Xiaodong1,XIAO Zhengjun2,LAN Xiaofei2
1 Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730050,China;
2 Gansu University of Traditional Chinese Medicine

B

1004-6852(2016)11-0132-03

2016-01-17

蘭州市科技局項目(編號2011-2-35)。

樊成虎(1963—)，男，碩士研究生導師，教授，主任醫(yī)師。研究方向：脊柱脊髓相關疾病的診治。