β-catenin蛋白在颈椎间盘突出症中的表达及临床意义

特木尔巴 ，刘大龙， 姚云壮， 黄 建,王壮壮，张炳近 ，臧 虎*

(1.内蒙古民族大学附属医院 骨科，内蒙古 通辽028000；2.吉林大学中日联谊医院 脊柱外科)



*通讯作者

β-catenin蛋白在颈椎间盘突出症中的表达及临床意义

特木尔巴1，刘大龙2， 姚云壮2， 黄 建2,王壮壮2，张炳近2，臧 虎2*

(1.内蒙古民族大学附属医院 骨科，内蒙古 通辽028000；2.吉林大学中日联谊医院 脊柱外科)

目的 研究颈椎间盘突出症患者及正常颈椎间盘中β-catenin蛋白的表达，从而分析其临床意义。方法 采用免疫组化SP方法分别检测16例颈椎间盘突出症患者，5例同期因颈段脊柱创伤手术治疗患者的间盘组织中β-catenin蛋白的表达，从而分析其临床意义。结果 β-catenin蛋白在退变颈椎间盘组织中有高表达，而对照组正常颈椎间盘组织中无表达，两组间有统计学差异(P<0.01)。结论 颈椎间盘退变过程中β-catenin蛋白起一定作用。

颈椎间盘突出症；免疫组化；β-catenin蛋白

(ChinJLabDiagn,2016,20:1677)

颈椎间盘突出症是颈部慢性损伤或外伤引起，其发病机制尚不清楚，目前认为多种细胞因子与信号通路在椎间盘细胞内相互作用、相互制约、相互协调，共同维持椎间盘内环境稳定以及损伤和修复间的平衡，这种稳定与平衡一旦被打破，椎间盘组织将发生退变。近年来Wnt/β-catenin信号通路在椎间盘退变发病机制中的作用成为研究热点。β-catenin蛋白是Wnt/β-catenin信号通路的枢纽分子,调节β-catenin在细胞胞内稳定和累积是Wnt/β-catenin信号通路中最关键的步骤。国内学者研究发现β-catenin mRNA及蛋白在退变腰椎椎间盘中有显著表达[1]，但未发现颈椎间盘中表达的相关文献。本文通过HE染色观察颈椎间盘突出患者及正常患者颈椎间盘的病理改变，同时通过免疫组化的方法检测两组颈椎间盘中β-catenin蛋白的表达。

1 资料与方法

1.1 一般资料

实验组收集2013年5月至2014年3月于我院手术的颈椎间盘突出症患者切除组织标本共16例(男13例，女3例)，平均年龄45岁(19-75岁)。纳入标准:术前均有l年以上的临床症状和体症，均经颈椎MRI确诊为颈椎间盘突出症。对照组收集同期因颈段脊柱创伤于我院手术的患者颈椎间盘组织5例(男4例，女1例)，平均年龄35岁(18-55岁)。纳入标准:创伤前无长期颈椎病史，颈椎MRI排除颈椎间盘突出。

1.2 标本采集和保存

所有手术标本的取得均获得患者同意。术中取得椎间盘组织标本保存于10%福尔马林溶液中。

1.3 试剂及仪器

试剂：β-catenin兔抗人单克隆抗体(英国Abcam公司)，二抗：生物素标记山羊抗兔、大鼠、小鼠和豚鼠IgG(中杉金桥，北京)，三抗：辣根酶标记的链酶卵白素(中杉金桥，北京)；仪器：冰冻切片机(1720，Leitz，德国)，解剖显微镜(南汇光学仪器厂)，光学显微镜 (日本SANYO)，显微照相机 (日本Olympus公司)。

1.4 实验方法

采用免疫组织化学SP法，AEC染色。β-catenin阳性染色位于细胞质内，为红色颗粒。采用双盲法随机选取10个高倍视野(×400)，每个高倍视野数100个软骨细胞。对阳性细胞所占的百分比计分(<5%=0分， 5%-25%=1分，26%-50%=2分，51%-75%=3分，>75%=4分)进行评分，累积0分为阴性(-)，累积大于或等于1分为阳性(+)。其 中1-2 分 为(+)，3-4 分 为(++)，5-6分为(+++)。以累积积分大于或等于3分为高表达，否则视为低表达。

1.5 统计学处理

采用SPSS18.0 统计软件进行统计分析,采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

HE染色结果显示16例实验组组织标本中10例有颈椎间盘退行性改变，表现为纤维环及髓核细胞变性坏死，纤维环进行性纤维化及软骨终板变薄最终破裂，细胞外基质降解。其余6例及对照组组织无明显退行性改变(图1a,1b)。

免疫组织化学染色显示实验组10例有间盘退变改变的表现为软骨细胞浆内β-catenin蛋白高表达，而对照组正常间盘软骨细胞内无β-catenin蛋白表达，差异有统计学意义(χ2=15.000,P<0.01)( 表1，图2a，2b)。

表1 β-catenin在椎间盘组织中的表达

χ2=15.000，P<0.01

图1a 正常颈椎间盘组织 图1b 退变颈椎间盘组织

HE染色 HE染色

图2a 正常颈椎间盘组织 图2b 退变颈椎间盘组织

内无β-catenin蛋白 内β-catenin蛋白明

表达 显表达

3 讨论

Herkowitz HN[2]认为,颈椎间盘突出症的发病主要是在颈椎退行性改变的基础上遭受外伤才能引起。对于少数年轻患者,发病的唯一条件是颈部遭受外伤。正如我们实验结果显示实验组16例病例中10例椎间盘存在轻度至重度改变，只有少数年轻患者(平均年龄为21岁)颈椎间盘无明显的退行性改变，直接外伤后引起。Wnt信号通路，是一条非常保守的通路，不仅调节细胞的分化、增殖、迁移、极性化及凋亡过程，而且参与邻近细胞间的相互作用。β-catenin是经典Wnt/β-catenin信号通路的枢纽分子，在正常细胞中,β-catenin的表达主要位于细胞膜,胞浆中游离量较少。没有Wnt蛋白激活时，β-catenin与大肠腺瘤息肉蛋白(APC)、轴素(Axin)、酪蛋白激酶(CK)、糖原合成激酶(GSK-3β)形成多蛋白复合体，GSK-3β对β-catenin进行磷酸化启动了泛素化依赖的蛋白降解过程。Wnt蛋白与细胞膜上受体Frizzled蛋白结合后降低GSK-3β活性，抑制了β-catenin的磷酸化与降解，使β-catenin在胞质内大量聚集并转入细胞核，与T细胞因子(TCF)/淋巴细胞因子(LEF)结合，从而激活靶基因表达，这与细胞的增殖和分化密切相关[3]。近年的研究发现 Wnt/β-catenin信号通路在骨细胞的分化、增殖和凋亡中发挥着非常重要的角色,如该信号通路异常表达，可能会导致骨骼系统代谢失衡,从而引起骨关节炎的发生[4]。Zhu M等[5]研究发现条件性激活成年小鼠软骨细胞β-catenin基因，会导致异位软骨细胞分化提前。Wnt/β-catenin信号通路激活异常软骨细胞外基质分泌就会显著减少。有研究证实在体外培养软骨细胞并激活wnt/β-catenin信号通路表达，结果发现氨基葡聚糖含量显著下降，细胞外基质合成明显减少[6]。我们的研究结果显示β-catenin蛋白在退变间盘组织中显著表达，从而考虑β-catenin蛋白的高表达可能促进了颈椎间盘的退变过程，详细机制需进一步研究探讨。

[1]王 晶.经典 Wnt/β-catenin信号通路在椎间盘退变中的作用及机制研究[D].武汉:华中科技大学,2009.

[2] Herkowitz HN,Kurz LT,Overholt DP.Surgical management of cervical solf disc herniation [J].Spine,1990,15:1026.

[3] MacDonald BT,Tamai K,He X.Wnt/beta-catenin signaling:components,mechanisms,and diseases[J].Dev Cell,2009,17:9.

[4] 吴茂聪,郑维好,李振华.Wnt/β-catenin信号通路对骨关节炎发病和治疗的作用机制[J].大连医科大学学报,2010,32(6):713.

[5] Zhu M.Tang D,Wu Q,et al.Activation of beta-catenin signaling in articular chondrocytes leads to osteoarthritis-like phenotype in adult beta-catenin conditional activation mice[J].J Bone Miner Res,2009,24(1):12.

[6] Shortkroff S,Yates KE.Alteration of matrix glycosaminoglycans diminishes articular chondrocytes,response to a canonical Wnt signal[J].Osteoarthritis Cartilage,2007,15(2):147.

The expression and clinical significance of β-catenin protein in the cervical intervertebral disc herniation

Temuerba,LIUDa-long,YAOYun-zhuang,etal.

(DepartmentofOrthopaedics,TheaffiliatedhospitalofInnerMongoliaUniversityofNationalities,Tongliao028000,China)

Objective To study the expression of β-catenin protein in cervical intervertebral disc herniation,and to analyze the clinical significance.Methods The expression of β-catenin protein in 16 cases of cervical intervertebral disc herniation and 5 cases normal cervical intervertebral disc tissue were detected by immunohistochemistry.Results β-catenin protein showed high expression in the degeneration of cervical intervertebral disc tissue.However,it has no expression in the control group of normal cervical intervertebral disc tissue，it has statistical significance (P<0.01).Conclusion β-catenin protein might play a role in the development of degeneration of cervical intervertebral disc tissue

cervical intervertebral disc herniation； immunohistochemical method；β-catenin protein

1007-4287(2016)10-1677-03

R681.5+3

A

2015-04-11)