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据相关资料的统计：全世界约80%-90%的人曾经或多或少的受到过腰腿疼痛的折磨,腰椎间盘退变、腰椎间盘突出是引起腰腿疼最常见的病因。流行病学资料亦显示出人类椎间盘退变的发生正呈现出逐年增加的趋势并呈现有趋向年轻化的势头。迄今为止,人椎间盘退变的病因及发病机理尚无明确的定论,多种因素共同作用的结果是目前为大多数学者所认可的,包括细胞的凋亡、遗传因素、营养功能的障碍、自身的免疫反应、异常的应力作用等,因此临床的治疗也难以达到让人满意的理想境界。已有研究证实缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)这种唯一能够在特异性缺氧状态下发挥活性的转录因子在椎间盘中的表达,并认为其在椎间盘退变中起到重要作用。椎间盘细胞需要营养来保持活性和功能,细胞主要的能量供应来自糖的分解,作为HIF-1靶基因的葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)表达的增强可以有效增强葡萄糖向细胞内转运和糖酵解,促进糖代谢,满足细胞生长的能量需求并提高细胞对缺氧的耐受能力。目前尚未发现文献报道HIF-1α和GLUT-1在人类椎间盘退变组织中的相关性。鉴于相关研究和报道本实验采用免疫细胞化学技术观察人类椎间盘退变髓核组织中HIF-1α和GLUT-1的表达情况。研究目的已有研究证实缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)在人椎间盘的表达,并认为其在人椎间盘退变中起到重要作用。近年来研究亦证实葡萄糖转运蛋白1(GLUT-1)在动物椎间盘纤维环及人体肿瘤中的表达。然而,GLUT-1是否在人类椎间盘中表达国内并无相关报道。目前,在人类退变椎间盘中HIF-1α与GLUT-1在椎间盘的表达有无相关性及如何参与椎间盘退变在国内未见报道,因此探讨它们在人退变椎间盘组织内的表达及两者之间的相关性,对于我们进一步揭示和完善人类椎间盘退变的机制有着重要意义,并有益于为预防和治疗人椎间盘退变提供可行的新思路。在本次研究中需要探讨的正是在人类椎间盘退变的髓核组织中HIF-1α与GLUT-1两者是否表达及两者是否具有相关性。研究方法标本材料均来自荆州市中心医院骨科2011年09月-2012年08月期间行手术治疗时收集的43例手术标本。标本分为对照组和实验组：对照组7例,实验组36例。对照组取材于急性脊柱骨折内固定切除的髓核组织,为正常椎间盘髓核组织；实验组取材于确诊为腰椎间盘突出手术切除的椎间盘髓核组织,为不同程度退变椎间盘髓核组织。根据术前MRI影像,将对照组和实验组共分为4个组,第一组：正常椎间盘组,椎间盘信号为均匀高信号,即对照组；第二组：轻度椎间盘退变组,椎间盘信号强度轻度降低；第三组：中度椎间盘退变组,椎间盘信号强度中度降低；第四组：重度椎间盘退变组,椎间盘信号显著降低。手术取出的人正常椎间盘髓核组织和不同程度退变的椎间盘髓核组织经过石蜡包埋,制成4um的病理组织切片,保存在4摄氏度的低温冰箱中。标本HE染色观察正常椎间盘髓核组织的结构特点,与此同时,比较对照组正常椎间盘髓核组织和实验组不同退变程度椎间盘髓核组织的在光学显微镜下结构的相同点及差异之处。标本采用免疫组化技术,显示缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)与葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)是否在正常椎间盘髓核及不同程度退变椎间盘髓核组织中表达情况,并确定显微镜下细胞总数及HIF-1α和GLUT-1阳性表达细胞数。采用SPSS统计软件包分析人退变椎间盘中HIF-1α和GLUT-1表达的相关性及意义。研究结果HE染色观察结果：标本经HE染色发现：在正常椎间盘髓核组织中,细胞和细胞基质均完整,细胞分布比较匀称,胶原纤维粗细比较均匀,排列整齐,未见散在的灶状坏死区；在退变椎间盘髓核组织中,细胞基质不同程度的降解,甚至变性,纤维细胞增生明显,细胞散乱分布,粗细不均的胶原纤维凌乱排列,并可发现大小各异的囊泡状或蜂窝状坏死空腔。免疫组化染色及统计学结果：标本经免疫细胞化学技术染色后显示HIF-1α定位于髓核细胞胞核或胞浆内,主要位于胞浆,故HIF-1α阳性结果在镜下所见为髓核细胞浆或细胞核内观察到棕黄色或黄色颗粒；标本经免疫细胞化学技术染色后显示GLUT-1阳性表达定位于细胞膜,故GLUT-1结果在镜下所见为髓核细胞膜上观察到棕黄色或黄色颗粒。HIF-1α表达的阳性细胞百分数在正常椎间22.38±2.36、轻度椎间盘退变组为46.24±1.84、中度椎间盘退变组为65.45±2.51、重度椎间盘退变组为87.81±2.17；GLUT-1表达的阳性细胞百分数在正常椎间盘组为27.82±2.14、轻度椎间盘退变组为37.44±2.37、中度椎间盘退变组为47.13±1.69、重度椎间盘退变组分别为55.20±2.21。对HIF-1α和GLUT-1在椎间盘髓核中的表达分析显示；HIF-1α和GLUT-1在正常椎间盘组及不同程度椎间盘组中的表达不同,P<0.05具有统计学意义；人退变椎间盘髓核组织中,HIF-1α和GLUT-1的表达具有高度相关性。研究结论1.在正常和不同退变程度椎间盘髓核组织中,均存在HIF-1α和GLUT-1表达。2.在退变椎间盘髓核组织中,随着退变程度的加重,HIF-1α和GLUT-1的表达逐步增强。3.在退变椎间盘髓核组织中,HIF-1α和GLUT-1的表达呈现出高度正相关性。4.HIF-1α可以通过上调GLUT-1延缓椎间盘退变,可能作为椎间盘退变治疗研究的切入点。