颈椎不稳对邻近节段椎间盘蛋白多糖及Ⅱ型胶原的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.30.001

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (30): 5421-5426.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.30.001

• 脊柱损伤基础实验 basic experiments of spinal injury • 下一篇

颈椎不稳对邻近节段椎间盘蛋白多糖及Ⅱ型胶原的影响

吴彬，孟纯阳，王海滨，贾存岭，赵益峰

济宁医学院附属医院骨科，山东省济宁市 272000

收稿日期:2013-02-15 修回日期:2013-04-06 出版日期:2013-07-23 发布日期:2013-07-23
作者简介:吴彬★，男，1980年生，山东省滕州市人，汉族，2006年泰山医学院毕业，硕士，主治医师，主要从事脊柱外科的研究 wb0902@163.com
基金资助:
济宁医学院青年基金支持(20090511)，课题名称: 兔颈椎黄韧带叠压症动物模型建立及组织病理学研究。

Proteoglycan and collagen type Ⅱ in the adjacent intervertebral disc of the cervical instability models

Wu Bin, Meng Chun-yang, Wang Hai-bin, Jia Cun-ling, Zhao Yi-feng

Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272000, Shandong Province, China

Received:2013-02-15 Revised:2013-04-06 Online:2013-07-23 Published:2013-07-23
About author:Wu Bin★, Master, Attending physician, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272000, Shandong Province, China wb0902@163.com
Supported by:
Youth Foundation of Jining Medical University, No. 20090511

摘要/Abstract

摘要：

背景：颈椎行减压融合内固定术后邻近节段椎间盘加速退变，单个节段不稳是否也会加速邻近节段椎间盘退变还不清楚。
目的：研究颈椎不稳动物模型邻近节段椎间盘形态学、蛋白多糖及Ⅱ型胶原的变化。
方法：16只新西兰大白兔，随机分为实验组及对照组，每组8只。实验组通过颈椎前路穿刺破坏纤维环及抽吸C5/6髓核组织建立兔颈椎不稳动物模型，12周X射线证实退变后处死动物取材，切取C4/5椎间盘组织，从矢状面切开，取其髓核组织10 mg，间苯三酚法测定髓核中蛋白多糖的量，另取椎间盘组织制作石蜡切片后进行苏木精-伊红染色和SABC免疫组化染色观察。
结果与结论：实验组C4/5椎间盘髓核脊索细胞减少，被成纤维细胞样细胞取代，偶见圆形的软骨细胞，且椎间盘纤维环变得粗糙，排列紊乱，玻璃样变性及色素沉着，可见纤维软骨细胞，内外层纤维环之间形成裂隙。髓核中蛋白多糖的含量降低，与对照组相比差异有显著性意义。退变椎间盘髓核及纤维环中Ⅱ型胶原也较对照组明显减少。结果表明颈椎不稳可诱发邻近节段颈椎退变，表现为椎间盘发生形态学变化，蛋白多糖、Ⅱ型胶原含量下降。

关键词: 骨关节植入物, 脊柱损伤基础实验, 颈椎不稳, 蛋白多糖, Ⅱ型胶原, 临近节段, 颈椎退变, 颈椎间盘, 髓核, 纤维环, 其他基金

Abstract:

BACKGROUND: Cervical decompression and fusion internal fixation will accelerate adjacent segment disc degeneration, and it is not clear whether single segment instaibility can increase the adjacent segment disc degeneration.
OBJECTIVE: To study the changes of morphology, proteoglycan and collagen type Ⅱ in the adjacent intervertebral disc of the cervical instability models.
METHODS: Sixteen New Zealand white rabbits were divided into two groups randomly, with eight rabbits in the control group and eight rabbits in the model group. The animal cervical instability models were made by destroyed partly annulus fibrosus and absorbed C5/6 nucleus pulposus through anterior cervical puncture. After 12 weeks, the animal models were tested by X-ray film. All rabbits were sacrificed and 10 mg nucleus pulposus of the intervertebral discs of C4/5 cut from sagittal plane were harvested and stored under 0 ℃. The content of proteoglycan in nucleus pulposus was tested with phloroglucinol method. Then, the paraffin sections of intervertebral disc tissues were taken for hematoxylin-eosin staining and SABC immunohistochemical staining.
RESULTS AND CONCLUSION: The notochord cells of C4/5 intervertebral discs in the experimental group was decreased, and being replaced by fibroblast-like cells. Round chondrocytes could be seen occasionally and intervertebral discs annulus fibrosus became rough and arranged disorderly, the hyaline degeneration and pigmentation were observed as well as the fibrochondrocytes, and there was a gap between inner and outer annulus fibrosus. The content of proteoglycan was decreased in the nucleus pulposus, and there was significant difference between two groups. The collagen type Ⅱ in the degenerative disc nucleus pulposus and annulus fibrosus of the experimental group was lower than that of the control group. Cervical instability can lead to adjacent intervertebral disc degeneration with the morphological changes and decreased content of proteoglycan and collagen type Ⅱ.

Key words: bone and joint implants, basic experiment of spinal cord injury, cervical instability, proteoglycan, collagen type Ⅱ, adjacent segment, cervical degeneration, cervical disc, nucleus pulposus, annulus fibrosus, other grants-supported paper

中图分类号:

R318

吴彬，孟纯阳，王海滨，贾存岭，赵益峰. 颈椎不稳对邻近节段椎间盘蛋白多糖及Ⅱ型胶原的影响[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(30): 5421-5426.

Wu Bin, Meng Chun-yang, Wang Hai-bin, Jia Cun-ling, Zhao Yi-feng. Proteoglycan and collagen type Ⅱ in the adjacent intervertebral disc of the cervical instability models[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(30): 5421-5426.

图/表（结果） 3

2.1 实验动物数量分析 实验纳入16只新西兰大白兔，实验组8只大白兔进行C_5/6椎间不稳动物建模，全部建模成功，对照组8只大白兔亦无任何异常现象，最后16只大白兔全部进入结果分析。
2.2 C_5/6椎间不稳大白兔C_4/5椎间盘组织学变化 见图1。

C_5/6椎间不稳动物建模后12周，经苏木精-伊红染色，对照组C_4/5椎间盘兔髓核细胞呈岛状分布，以大而圆的脊索细胞为主；实验组髓核细胞呈散在分布，脊索细胞减少，小而长的成纤维细胞样细胞取代，偶见圆形的软骨细胞。对照组C_4/5椎间盘纤维环排列规则，细胞排列与分层的纤维环方向一致，外层纤维环的细胞呈梭形，其细胞核呈长茄形。内层纤维环细胞类似软骨细胞，呈圆形，同时不定形的基质增加，中间为移行区。实验组整个纤维环变得粗糙，排列紊乱，玻璃样变性及色素沉着，纤维环外、中层可见圆形的纤维软骨细胞，内外层纤维环之间形成裂隙。

2.3 C_5/6椎间不稳大白兔C_4/5椎间盘髓核蛋白多糖含量的变化 C_5/6椎间不稳模型制作后12周，实验组大白兔C_4/5椎间盘髓核吸光度为65.2±3.0，对照组为78.0±4.9，实验组较低，差异有显著性意义(P < 0.01)。说明实验组大白兔C_4/5椎间盘髓核蛋白多糖的含量较低。
2.4 C_5/6椎间不稳大白兔C_4/5椎间盘Ⅱ型胶原的变化 用SABC免疫组织化学方法标记纤维环及髓核中的Ⅱ型胶原，阳性颗粒呈棕褐色，定位于基质中，在纤维环呈网束状，在髓核呈片状。见图2。

模型制作后12周，实验组中纤维环中Ⅱ型胶原的阳性染色面积较对照组明显减少，2组比较差异有显著性意义(P < 0.01)；实验组中髓核中Ⅱ型胶原的阳性染色面积较对照组减少，2组比较差异有显著性意义(P < 0.05)，见表1。

参考文献

[1] Jiang SD, Jiang LS, Dai LY. Degenerative cervical spondylolisthesis: a systematic review. Int Orthop. 2011; 35(6):869-875.

[2] Ng HW, Teo EC, Lee KK, et al. Finite element analysis of cervical spinal instability under physiologic loading. Spinal Disord Tech. 2003;16(1):55-65.

[3] Kawakami M, Tamaki T, Ando M, et al. Preoperative instability does not influence the clinical outcome in patients with cervical spondilotic myelopathy treated with expansive laminoplasty. Spinal Disord Tech. 2002;15(4):277-283.

[4] Onari K,Akiyama N, Kondo S, et al. Long- term follow up results of anterior interbody fusion applied for cervical myelopathy due to ossification of the posterior longitudinal ligament.Spine. 2001;26(5):488-493.

[5] 石志才,贾连顺,余科炜,等.脊髓性颈椎病早期诊断的前瞻性研究[J].中华外科杂志,1998,36(12):717-720.

[6] 石志才,贾连顺,李家顺,等.动态霍夫曼征与颈椎病早期诊断[J].第二军医大学学报,2001,22(10):917-919.

[7] 崔志明,贾连顺,倪斌.下颈椎不稳对颈椎后纵韧带骨化症早期发病的影响[J].中国临床康复,2002,6(16):2402-2403.

[8] Ratliff J,Voorhies R. Increased MRI signal intensity in association with myelopathy and cervical instability:case report and review of the literature. Surq Neurol. 2000;53(1): 8-13.

[9] 申勇,张英泽,吴华荣,等.退行性下颈椎不稳症的早期手术治疗[J].中华骨科杂志,2005,25(5):297-299.

[10] Hilibrand AS, Matthew R. Adjacent segment degeneration and adjacent segment disease: the consequences of spinal fusion. Spine. 2004;4(6)190-194.

[11] Wigfied CC, Skrzypiec D, Jackowski A, et al. Internal stress distribution in cervical discs: the infuence of an artificial cervical joint and simulated anterior interbody fusion. Spinal Disord Tech. 2003;16( 5):441-449.

[12] Azmi H, Schlenk RP. Surgery for postarthrodesis adjacent-cervical segment degeneration. Neurosurg Focus. 2003;15(3):E6.

[13] 贾连顺.颈椎病研究的现状进展和展望[J].中国矫形外科杂志, 2001, 8(8):733-734.

[14] Hilibrand AS, Robbins M. Adjacent segment degeneration and adjacent segment disease: the consequences of spinal fusion. Spine. 2004;4(6):190-194.

[15] Spron MB, Robert AB. Peptide growth factors and their receptors. New York: Springer-Verlag. 1990:419-456.

[16] Hoogendoorn R, Doulabi BZ, Huang CL, et al. Molecular changes in the degenerated goat intervertebral disc. Spine. 2008;33(16):1714-1721.

[17] Hoogendoorn RJ, Wuisman PI, SmitTH, et al. Experimental intervertebral disc degeneration induced by chondroitinase ABC in the goat. Spine. 2007;32(17):1816-1825.

[18] 魏威,廖胜辉,韩颖,等.非创伤性生理曲度变直与颈椎退变关系的生物力学研究[J].中华中医药学刊,2011,29(11):2474-2477.

[19] Bellini CM, Galbusera F, Raimondi MT, et al. Biomechanics of the lumbar spine after dynamic stabilization. Spinal Disord Tech. 2007;20(6):423-429.

[20] Sowa G, Vadala G, Studer R, et al. Characterization of intervertebral disc aging: longitud in alanalysis of a rabbit model by magnetic resonance imaging, histology, and gene expression. Spine. 2008;33(17):1821-1828.

[21] Rousseau MA, Ulrich JA, Bass EC, et al. Stab incision for inducing intervertebral disc degeneration in the rat. Spine. 2007;32(1):17-24.

[22] Kandel R, Roberts S, Urban JP. Tissue engineering and the intervertebral disc: the challenges. Eur Spine. 2008;17 Suppl 4:480-491.

[23] Lurie JD, Berven SH, Gibson-Chambers J, et al. Patient preferences and expectations for care: determinants in patients with lumbar intervertebral disc herniation. Spine. 2008;33(24):2663-2668.

[24] Dimari SJ, Howe AM, Haralson MA, et al. Effects of transforming growth factor-beta on collagen synthesis by fetal rat lung epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 1991; 4(5): 455-462.

[25] Smith LJ, Nerurkar NL, Choi KS, et al. Degeneration and regeneration of the intervertebral disc: lessons from development. Dis Model Mech. 2011;4(1):31-41.

[26] Yoon JY, Chang H, Park KB, et al. Effect of the number of involved spinal cord segments on gait function in patients with cervical spondylotic myelopathy. Asian Spine. 2012;6(4): 233-240.

[27] Kotani Y, Takahata M, Abumi K, et al. Cervical myelopathy resulting from combined ossification of the ligamentum flavum and posterior longitudinal ligament: report of two cases and literature review. Spine. 2013;13(1):e1-6.

[28] Rosińczuk-Tonderys J, Za?uski R, Gdesz M, et al. Spine and spinal cord injuries-causes and complications. Adv Clin Exp Med. 2012;21(4):477-485.

[29] Oshima Y, Seichi A, Takeshita K, et al. Natural course and prognostic factors in patients with mild cervical spondylotic myelopathy with increased signal intensity on T2-weighted magnetic resonance imaging. Spine (Phila Pa 1976). 2012; 37(22):1909-1913.

[30] Yagi M, Ninomiya K, Kihara M, et al. Long-term surgical outcome and risk factors in patients with cervical myelopathy and a change in signal intensity of intramedullary spinal cord on Magnetic Resonance imaging. J Neurosurg Spine. 2010; 12(1):59-65.

[31] Song J, Mizuno J, Inoue T, et al. Clinical evaluation of traumatic central cord syndrome: emphasis on clinical significance of prevertebral hyperintensity, cord compression, and intramedullary high-signal intensity on magnetic resonance imaging. Surg Neurol. 2006;65(2):117-123.

引言

材料方法

设计：采用配对设计的方法研究实验组和对照组蛋白多糖及Ⅱ型胶原的含量变化。

时间及地点：实验于2011年12月至2012年8月在济宁医学院中心实验室及济宁市第一人民医院病理科完成。

材料：

研究颈椎不稳对邻近节段椎间盘蛋白多糖及Ⅱ型胶原的影响所用主要试剂及仪器：

实验动物：健康3月龄新西兰大白兔16只，雌雄不限，普通级，质量(3 000±250) g，由山东农业科学院畜牧兽医研究所提供，许可证号：SCXK(鲁)20110013。

实验方法：

C_5/6椎间不稳动物建模：16只新西兰大白兔随机分为2组，取8只作为对照组，其余8只作为实验组通过颈椎前路穿刺破坏纤维环及抽吸C_5/6髓核组织建立颈椎不稳动物模型。10%水合氯醛(300 mg/kg)腹腔注射麻醉，动物取仰卧位，以C₅为中心取前路纵切口长约3 cm，逐层切开，钝性分离，显露C_5/6椎间盘，针刺法破坏纤维环并抽吸髓核组织，彻底止血后缝合深筋膜及皮肤，术中注意观察呼吸、心率的变化，术后分笼喂养，肌注青霉素一周，4×10⁵U/d，对照组动物不作处理。术后让动物自由活动颈部。

C_4/5椎间盘组织标本处理及分析：建模后12周照X射线证实颈椎退变后，空气栓塞法处死对照组、实验组各8只大白兔，紧贴软骨终板切开C_4/5椎间盘，矢状面切开，一半用于髓核蛋白多糖含量的测定，另一半进行苏木精-伊红染色和SABC免疫组化染色观察。

髓核蛋白多糖含量的测定：椎间盘取出髓核组织(约 10 mg)。将髓核组织标本放入4 mL离心管中，加入3% NaOH 0.5 mL，置于40 ℃水浴恒温振荡器中振荡3 h。随后加入2 mL 纯HCl和50 μL 100 g/L的胰蛋白酶，置入50 ℃恒温振荡器中酶解2 h。将酶解液转移至容量瓶中，加蒸馏水稀释至10 mL，摇匀。取此溶液1 mL采用间苯三酚法，721分光光度仪测定吸光度。间苯三酚液的配制：纯HCl 40 mL、冰醋酸30 mL(分析纯)、间苯三酚乙醇50 g/L 10 mL(用时现配)，1 mL酶解液加3 mL间苯三酚液，盖塞，混匀，将量瓶置于沸水中加热30 min后取出，立即置于冰水浴冷却5 min，用冰醋酸稀释至刻度，混匀，选择波长558 nm作为测定波长，以试剂空白的吸光度值(定为0)作为对照，分光光度计测定样本的吸光度。

苏木精-伊红染色：椎间盘置于40 g/L多聚甲醛中固定24 h，10%EDTA中脱钙72 h，流水冲洗24 h，梯度乙醇脱水，二甲苯透明，浸蜡包埋备用。石蜡包埋后进行连续切片备用，片厚5 μm，进行苏木精-伊红染色，用光学显微镜进行观察。

SABC免疫组化染色：SABC免疫组化法检测Ⅱ型胶原，切片同上。一抗为Collagen　Ⅱ BA0533，工作浓度为1∶100，37 ℃温箱孵育1 h，二抗为DAB显色剂ZLI-9032，37 ℃温箱孵育1 h，用DAB显色，阳性颗粒呈棕黄色，奥林巴斯M88医学图像处理系统观察免疫组化标记切片，每张图片随机选取10个视野，image pro plus 图像分析软件分析Collagen Ⅱ阳性面积，取平均值。

主要观察指标：C_5/6椎间不稳大白兔C_4/5椎间盘的组织学、Ⅱ型胶原、髓核蛋白多糖含量的变化。

统计学分析：所有数据均用x(_)±s表示，采用SPSS 13.0统计分析软件进行统计处理，进行配对样本t 检验，P < 0.05表示差异有显著性意义，检验水准采取α=0.05。

讨论

目前手术治疗颈椎病的主要手段是减压固定融合，可有效的解除压迫症状，病重建脊柱的稳定性^[13]，研究发现由于融合阶段的活动度丧失，导致邻近节段生物力学发生改变，加速退变，被称之为邻近节段病^[14]，关于这方面的研究已经有很多的报道，但是单个节段不稳也会导致邻近节段的生物力学改变，是否会加速其退变，目前文献鲜见报道。作者的实验发现颈椎单节段不稳也可以诱发邻近节段退变加速，下面从椎间盘退变的生物力学、形态学、生物化学方面展开讨论。

椎间盘位于相邻椎体间，由上、下软骨终板、纤维环和髓核组成。组织学构成包括两部分：椎间盘细胞和基质。细胞组成主要是软骨样细胞和成纤维细胞，前者具合成、分泌细胞外大分子物质的功能；基质成分主要包括3种：胶原、蛋白多糖和水。基质中胶原有Ⅰ、Ⅱ型等，主要与椎间盘的弹性强度有关而起关键作用；蛋白多糖因其吸水特性可保持椎间盘的高水压，是其载重负荷的基础^[15]。胶原和蛋白多糖为椎间盘基质的两种主要成份^[16]。

3.1 椎间盘退变的生物力学 颈椎的稳定平衡主要由2部分来维持：一是静力性平衡，包括椎体、椎弓及其突起、椎间盘和相连的韧带结构。二是动力性平衡，主要为颈部肌肉的调节与控制^[17]。上述任何一个环节遭受破坏，均可能引起或诱发颈椎正常结构及平衡功能的丧失，从而导致颈椎不稳。研究发现，就颈椎各节段的稳定性而言，按椎体序列越往下其稳定程度越好^[18]。所以实验选择不稳节段的上一节段进行研究，通过颈椎前侧入路，针刺破坏了纤维环，并抽吸出髓核组织，使颈椎前方稳定性下降，同时椎间高度下降，与正常颈椎节段相比，造成此节段运动范围增加，同时由于本节段的不稳定，诱发邻近节段的受力及活动范围改变，而且兔子为爬行动物，大部分时间处于低头姿势，邻近节段的受力改变影响更大^[19]，从而加速的颈椎间盘的退变，具体表现为纤维环及髓核的形态学改变，蛋白多糖及Ⅱ型胶原含量的下降。

3.2 椎间盘退变的形态学 椎间盘中髓核、纤维环两种组织的细胞结构不同，并且随年龄的增长及退变的发生而有所变化，椎间盘的细胞决定了椎间盘生化基质的形成，由此影响椎间盘的功能^[20]。正常纤维环呈分层状排列，外层由胶原纤维组成，细胞排列与分层的纤维方向一致，外层纤维环的细胞呈梭形，细胞核呈雪茄形，内层由纤维软骨带组成，内层纤维环细胞类似软骨细胞，呈圆形，同时不定形的基质增加，中层为移行区。兔是爬行动物，颈椎纤维环主要承受张应力、剪力和扭转应力，只有在蹲伏抬头时才承受部分压应力。实验中兔颈椎结构的破坏、前方的不稳定，破坏了原有的平衡，导致邻近节段的纤维环呈现高度的应变状态，经过相当一段时间，椎间盘纤维环的形态学发生变化，主要表现为内层纤维板层结构破坏，排列紊乱，出现裂隙并水平方向放射性扩展，纤维环的外层可见纤维细胞增殖化生为纤维软骨细胞，整个纤维环变得粗糙，玻璃样变性等。

髓核位于椎间盘的中央，不接触椎体，髓核约占椎间盘横断面的55%左右，髓核细胞密度较低，呈岛状分布，幼龄兔椎间盘髓核中以大而圆的脊索细胞为主，成年后椎间盘髓核中的细胞主要为软骨细胞样细胞，依据年龄的不同，髓核中水的含量在不断变化，从90%到70%不等，细胞间质的各种成分和在一起，形成立体网状胶样结构，髓核主要的功能是吸收应力和应力平衡，在承受应力时，髓核向各方向均匀的传递力量，这样就避免了椎间盘接应力不均而造成纤维环的破裂，但髓核的应力平衡功能是有限度的^[17]，实验中颈椎长时间处于一种失平衡的状态，最终导致髓核的退变，表现在髓核脊索细胞的减少，且部分被小而长的成纤维细胞样细胞取代。　

3.3 椎间盘退变后引起的生物化学变化 蛋白多糖是由一条或多条糖胺多糖链以共价键的方式连接在一条核心蛋白上而形成的生物大分子，髓核中蛋白多糖的主要糖氨多糖是硫酸软骨素，蛋白多糖是椎间盘组织细胞外基质的主要组成成分，与胶原相比蛋白多糖代谢作用是非常旺盛的，兔蛋白多糖的半衰期为8-300 d，其合成反应在髓核细胞的内质网和高尔基复合体中完成，正常情况下，蛋白多糖代谢与合成保持着动态平衡，以维持椎间盘中蛋白多糖含量的稳定，蛋白多糖可与胶原及弹性蛋白结合，形成稳固的结构，使椎间盘结缔组织具有粘合、润滑及缓冲外界压力的作用，蛋白多糖因其吸水特性可保持椎间盘的高水压，是其载重负荷的基础^[21-23]。此外，研究发现，蛋白多糖与胶原纤维连接也可促进胶原的合成，椎间盘中的水分含量是不恒定的，水对椎间盘和其他组织的机械性可造成一定的影响。当椎间盘受压时，水分受到驱逐，而在负载去除后，水分又重新渗入椎间盘，以适应椎间盘在负载或运动情况下的需要，水分的进出是由蛋白多糖在椎间盘内形成的高渗透压、一定大小的有效孔径和在负荷状态下椎间盘的静水压三方面共同调控的，在这次实验，实验组椎间盘髓核细胞的减少，从而使蛋白多糖的合成减少，颈椎生物力学发生改变，在异常应力的作用下，引起椎间盘细胞凋亡，也使蛋白多糖的合成减少，蛋白多糖具有吸水的特性，伴随蛋白多糖的下降，含水量明显降低，实验组髓核中蛋白多糖含量明显降低。间苯三酚法测定方法原理是硫酸软骨素在含有盐酸和醋酸的间苯三酚溶液中水解，产物半乳糖醛酸与间苯三酚发生缩聚反应，生成多环的二芳基甲烷呈深粉红色，产物稳定且在558 nm处有最大吸收。由于硫酸软骨素水解产物显色后，在一定浓度范围内线性关系良好，故可用分光光度法测定含量。

胶原作为椎间盘细胞外基质的另一重要组成部分，主要由3条α肽链互相缠绕而成，形成一种特有的三螺旋杆状结构，胶原蛋白的氨基酸组成很特别，甘氨酸残基含量占1/3，脯氨酸和羟氨酸残基占1/5以上，因基因编码、链的构成及α-肽链中氨基酸组成及含糖量的不同，胶原分为许多不同的类型，椎间盘退变后，胶原大分子的生化改变主要为胶原类型的转换和一些胶原的反分化。在椎间盘中Ⅰ、Ⅱ型胶原是两种最主要的胶原成分，Ⅱ型胶原主要分布于髓核中，具有承受变形和吸引压力的作用。Dimari和Howe^[24]发现Ⅰ、Ⅱ型胶原在椎间盘组织中的规律性分布。Ⅰ型胶原主要集中在纤维环的外层，而且，纤维环外层几乎全部由Ⅰ型胶原组成，占椎间盘胶原总量的40%，由纤维环外层向髓核方向Ⅰ型胶原逐渐减少，Ⅱ型胶原逐渐向髓核而递增^[24]。实验发现在颈椎不稳动物模型邻近节段椎间盘纤维环及髓核中，Ⅱ型胶原的量均少于对照组，差异具有统计学意义。

脊柱稳定结构对维持脊柱的正常形态和生理功能意义重大^[25-31]，实验破坏了颈椎前方静力平衡结构，这种平衡的失调导致邻近节段的受力不均，导致了椎间盘退变的发生，表现在纤维环中层次结构不清，玻璃样变性，髓核细胞的减少，髓核中蛋白多糖含量减少、髓核及纤维环中Ⅱ型胶原的减少。与脊柱稳定系统未受到破坏的对照组比较，手术组邻近节段椎间盘稳发生了一系列生化、生物力学和形态结构的退行性变化。

综上所述，研究发现，单节段的颈椎不稳可导致邻近节段退变加速，表现为椎间盘发生形态学变化，蛋白多糖及Ⅱ型胶原含量下降，但是颈椎退变的机制较为复杂，上下邻近节段是否均同时退变或是否还有其他较近节段的退变，需要尽一步的研究。

颈椎不稳对邻近节段椎间盘蛋白多糖及Ⅱ型胶原的影响

Proteoglycan and collagen type Ⅱ in the adjacent intervertebral disc of the cervical instability models

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[1]	刘志超, 张帆, 孙旗, 康晓乐, 袁巧妹, 柳根哲, 陈江. 不同静水压下人椎间盘髓核细胞的形态和活性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1172-1176.
[2]	杨洋, 姚羽, 沈孝天, 刘佳佳, 薛建华. 退变腰椎间盘中白细胞介素21的表达及意义[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 690-694.
[3]	解志锋, 刘清, 刘冰, 张涛, 李琨, 张春秋, 孙艳芳. 腰椎间盘疲劳损伤的生物力学特性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 339-343.
[4]	吴彦禹, 张春霖, 邵成龙, 严旭, 刘小康, 王永魁, 李东哲. 二维距离法和三维体积法对内镜下微创颈椎管成形后突出椎间盘再吸收的定量测量[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(21): 3390-3394.
[5]	付远飞, 何升华, 赖居易, 孙志涛, 冯华龙, 蓝志明. 地龙提取物抑制核因子κB信号通路延缓椎间盘髓核细胞的退变[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 264-268.
[6]	张凯, 张晓勃, 施锦涛, 王克平, 周海宇. 间充质干细胞治疗椎间盘退行性疾病：基于Web of Science数据库的文献计量及可视化分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(19): 3031-3038.
[7]	杨林, 石军, 郭中华, 王中汉, 刘贺, 李秋菊. 基于高分子材料的椎间盘组织工程：研究重点和热点[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(16): 2589-2596.
[8]	吴子健, 胡昭端, 周晓红, 李佳, 李柏村, 蔡国伟, 彭锐. 通督活血汤含药血清可抑制椎间盘纤维环细胞的焦亡[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(14): 2148-2153.
[9]	何升华, 付远飞, 蓝志明, 孙志涛, 赖居易, 冯华龙, 郭子宾, 李盖. 腰突颗粒通过调控miR-221表达干预髓核细胞的增殖与凋亡[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(14): 2177-2182.
[10]	刘志刚, 郭庆功, 陈景涛. 刺山柑总生物碱干预椎间盘退变模型大鼠髓核细胞的增殖与凋亡[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(11): 1699-1704.
[11]	程兵坤, 梁建飞, 秦东泽, 程子绪, 赵云转. 高纯度大鼠下颌骨来源间充质干细胞的分离、培养及生物学特性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(1): 67-72.
[12]	周祺, 高益, 魏康, 黎俊, 徐建达, 蒋阳, 瞿玉兴. 全膝关节置换治疗类风湿关节炎：关节功能及相关生化指标的变化[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(9): 1337-1341.
[13]	涂鹏程, 郭杨, 马勇, 潘娅岚, 郑苏阳, 王礼宁, 吴承杰, 过俊杰. 威灵仙提取物可促进体外牵张应力环境下软骨细胞表型的维持[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(8): 1182-1187.
[14]	占龙, 孟农钦, 农桔安, 李小峰, 杨渊, 余雪. 原儿茶酸可减轻退变软骨细胞的损伤[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(8): 1149-1154.
[15]	陈江, 肖辉灯, 孙旗, 张帆, 祝永刚, 刘志超, 郭菲宇, 柳根哲. 人椎间盘髓核细胞增殖活性与益肾活血通络方的干预调控[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(8): 1200-1206.