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背景:黄韧带肥厚是导致腰椎管狭窄症的主要病因之一,虽然目前对黄韧带肥厚的发病有较多的解释,但其病理机制仍未完全阐明。目的:探讨胰岛素样生长因子-1(Insulin-Like Growth Factor-1,IGF-1)在黄韧带肥厚发病中所起的作用及其具体作用机制,增加对黄韧带肥厚病理机制的认识,为预防黄韧带肥厚提供新的思路和方法。方法:术中收集正常和肥厚黄韧带组织,观察比较两组结构、纤维化程度、细胞代谢状态的差异。此外,通过免疫组化和Western Blot检测两组黄韧带组织中IGF-1、IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路相关蛋白、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维的表达情况。取正常黄韧带组织,原代培养并鉴定细胞。添加外源性IGF-1刺激黄韧带细胞,观察细胞增殖情况、IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路活性的变化、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维的表达水平。此外,添加NVP-AEW541(IGF-1R抑制剂)和雷帕霉素(mTORC1抑制剂)阻断IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路,观察其对IGF-1生物学作用的影响。对黄韧带细胞施加牵拉应力,观察机械应力对细胞分泌IGF-1的影响、IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路活性的变化、及Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维合成情况。结果:1.肥厚黄韧带组织中弹力纤维减少,胶原纤维增多,黄韧带细胞代谢旺盛正常黄韧带组织主要由弹力纤维组成,含少量胶原纤维,黄韧带细胞的细胞质含量少,线粒体、核糖体及粗面内质网的数量均较少。肥厚黄韧带组织中,弹力纤维明显减少,胶原纤维大量增生,细胞质含量增多,线粒体、核糖体和粗面内质网数量均显著高于正常组。2.肥厚黄韧带组织中存在IGF-1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维高表达,IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路活性增强与正常黄韧带组织相比,IGF-1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维在肥厚黄韧带组织中表达显著增强,IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路相关蛋白:pIGF-1R、pAKT、pS6的表达也明显高于正常组。3.黄韧带细胞纯度高,IGF-1未促进细胞增殖Ⅰ型胶原蛋白和波形蛋白免疫荧光染色均呈现强阳性,添加外源性IGF-1刺激细胞后,各组细胞的吸光度值未发生明显变化。4.IGF-1激活黄韧带细胞IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维的合成黄韧带细胞在IGF-1刺激下,pIGF-1R、pAKT、pS6、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维表达较对照组明显增强,且与IGF-1浓度存在量效关系。5.NVP-AEW541和雷帕霉素减弱IGF-1促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维合成的作用添加NVP-AEW541或雷帕霉素组的pIGF-1R、pAKT、pS6表达较单一添加IGF-1组明显减弱,同时,Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维的表达也显著减少。6.机械应力促进黄韧带细胞分泌IGF-1并促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维合成细胞在机械应力的刺激下,IGF-1分泌增多,pIGF-1R、pAKT、pS6表达增强,Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维合成增加。结论:综上所述,IGF-1通过激活黄韧带细胞IGF-1R/AKT/mTORC1信号通路促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维的合成,导致黄韧带肥厚。