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椎间盘退行性病变(Intervertebral disc degeneration,IVDD)是一系列脊柱退行性病变的前提和基础病理过程,是多数脊柱疾病发病的根本原因,造成了巨大的社会经济负担。对于椎间盘退行性变的治疗方式包括手术及非手术治疗,但多数的治疗方式都不能改变疾病本身的发展,从而不能从源头上对椎间盘退变进行治疗和预防。国内外学者从分子生物学、生物化学、生物力学、免疫学等角度对椎间盘退变的机制进行研究,然而其确切机制尚无定论。椎间盘退变最主要的病理基础是椎间盘活性细胞减少以及其引起的细胞外基质合成减少和成分的改变,而椎间盘细胞的过度凋亡又是引起细胞减少的主要原因。研究证实核转录因子NF-κB与细胞存活及凋亡关系十分密切,而在椎间盘退变中,抑制NF-κB信号通路可以有效缓解椎间盘退变过程,这可能与NF-κB信号通路调控髓核细胞凋亡有关。但是NF-κB信号通路在椎间盘退变中是如何激活的。NF-κB信号通路被异常激活与氧化应激密切相关,同时研究证实在椎间盘退变中存在着氧化损伤,因此椎间盘细胞中NF-κB信号通路的激活,其可能的机制为氧化损伤。根据上述分析,我们推测在椎间盘退变中可能的途径为:氧化损伤引起NF-κB信号通路异常激活,从而其转录活性增高,触发凋亡信号,引起髓核细胞的大量凋亡,导致椎间盘退变。为了证实以上结论,本课题进行了以下研究:1.收集临床标本,生化试剂盒法检测氧化应激指标丙二醛(MDA)和髓过氧化物酶(MPO)的表达;2.收集临床标本,凝胶迁移实验检测NF-κB在椎间盘退变患者体内激活情况;3.收集临床标本,Western Blot和RT-PCR检测凋亡蛋白CHOP和Caspase-3的表达;4.构建椎间盘退变的体外模型,采用不同浓度的过氧化氢刺激髓核细胞,CCK-8检测细胞存活率,筛选出过氧化氢刺激的浓度;5.使用过氧化氢刺激髓核细胞,Western Blot检测P65、P50的表达;6.使用NAC抗氧化剂预处理,再给予过氧化氢刺激髓核细胞,Western Blot检测P65、P50的表达;7.使用BAY 11-7082(NF-κB阻断剂)处理,再给予过氧化氢刺激髓核细胞,Western Blot和RT-PCR检测P65、P50、CHOP和Caspase-3的表达;主要研究结果如下:1.与对照组相比,椎间盘退变患者髓核中MDA、MPO含量增加,这一结果提示椎间盘退变中有氧化应激的存在;2.与对照组相比,椎间盘退变患者髓核中NF-κB活性增高,这一结果提示在椎间盘退变中NF-κB处于激活状态;3.Western Blot和RT-PCR提示椎间盘退变患者髓核中CHOP和Caspase-3表达增高,这一结果提示在椎间盘退变中髓核发生凋亡;4.获得椎间盘退变的体外模型,CCK-8显示过氧化氢浓度为200μmol/L时,细胞存活率为56.24±4.36%,且与对照组相比,差异具有统计学意义。5.200μmol/L的过氧化氢刺激髓核细胞后,细胞核中P65、P50表达增加,且使用NAC抗氧化剂预处理后,可以明显降低P65、P50表达。这一结果提示在椎间盘退变中NF-κB的活化与氧化应激有关系。6.与过氧化氢组相比,使用BAY 11-7082预处理后不仅可以抑制NF-κB的活性,还可以明显降低髓核细胞中CHOP和Caspase-3。这一结果提示在椎间盘退变中髓核细胞凋亡与NF-κB的活化有关。由以上我们推测在椎间盘退变中,NF-κB的活化是由氧化应激介导的,而其活化后可以触发凋亡信号的放大,引起髓核细胞发生凋亡,导致退变。