許 剛,趙晨光(蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院全軍骨科中心,烏魯木齊 830000;通訊作者,E-mail:zcgxinjiang@126.com)
臀肌攣縮癥(gluteal muscle contracture,GMC)是一種多發(fā)于兒童,由多種原因引起的臀部肌肉及其筋膜的纖維變性,繼發(fā)髖關(guān)節(jié)內(nèi)收、內(nèi)旋功能障礙,表現(xiàn)特有步態(tài)的臨床綜合征。臀肌攣縮癥基本病理變化是間質(zhì)增生及纖維化,其發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚,注射因素、免疫因素及遺傳因素等可能參與了發(fā)病過程[1-4]。轉(zhuǎn)化生長因子-β3(transforming growth factor- β3,TGF-β3)是一種具有多種生物學(xué)作用的細(xì)胞因子,參與調(diào)控細(xì)胞增殖與分化、機(jī)體的生長和發(fā)育、組織修復(fù)、腫瘤發(fā)生等生理病理過程[5,6],最近研究發(fā)現(xiàn) TGF-β3與組織纖維化密切相關(guān)[7-9]。為了進(jìn)一步討論TGF-β3在臀肌攣縮癥中的作用,本實(shí)驗(yàn)檢測TGF-β3在臀肌攣縮癥患者臀肌攣縮帶中的表達(dá)水平,并初步探討TGF-β3在攣縮帶形成過程中的作用。
圖1 攣縮帶及攣縮帶旁臀大肌組織中TGF-β3的表達(dá) (免疫組化,×400)Figure 1 Expression of TGF-β3in the fibrotic muscle and the adjacent muscle by immunohistochemistry (×400)
選取2011-10~2013-05在我院住院實(shí)施臀肌攣縮癥松解術(shù)的23例臀肌攣縮癥患者,其中男性10例,女性13例,年齡7-27歲,平均18.6歲?;颊咴谶M(jìn)行手術(shù)時(shí)進(jìn)行取材,取材包括攣縮帶及攣縮帶旁正常臀大肌組織,每份組織分為兩部分,一部分組織用生理鹽水沖洗后立即置于凍存管中在液氮中保存,另一部分組織進(jìn)行甲醛固定,制作切片后備用。
1.2.1 主要試劑及儀器 TRIzol液購自美國Invitrogen公司,逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自立陶宛Fermentas公司,SYBR? Premix Ex TaqTMⅡ購自大連寶生物工程有限公司,TGF-β3單抗購自美國 Santa Cruz公司,SAP試劑盒購自美國Vector公司,PCR引物由北京奧科公司合成,熒光定量PCR擴(kuò)增儀(美國Bio-Rad公司)。
1.2.2 實(shí)時(shí)定量PCR檢測TGF-β3mRNA的表達(dá)水平 從液氮中取出標(biāo)本,研磨后加入1.0 ml TRIzol液提取細(xì)胞總RNA,利用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA第一鏈,嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行操作。參照Genbank cDNA中的 TGF-β3及內(nèi)參β-actin基因序列設(shè)計(jì)引物,TGF-β3上游引物5’-AAGCGGCGTTT-GGCAATATC-3’,下游引物5’-GACGAAGAAGCGGACTGTGT-3’,產(chǎn)物大小212 bp;β-actin上游引物5’-GCCGCCAGCTCACCAT-3’,下游引物 5’-TGCCCACCATCACGCCC-3’,產(chǎn) 物 大 小 153 bp。PCR反應(yīng)體系包括:10.0 μl SYBR? Premix Ex TaqTMⅡ(2 ×)、上、下游引物(10 μmol/L)各 2.0 μl、6.0 μl DNA模板。反應(yīng)條件:95℃ 10 s預(yù)變性,95℃ 5 s、61℃ 30 s 40個(gè)循環(huán)。基因的相對(duì)表達(dá)采用2-ΔΔCt分析。其中實(shí)驗(yàn)組ΔCt=目的基因Ct-內(nèi)參基因Ct,對(duì)照組ΔCt=目的基因Ct-內(nèi)參基因Ct,ΔΔCt=實(shí)驗(yàn)組ΔCt-對(duì)照組ΔCt。
1.2.3 免疫組化檢測TGF-β3的表達(dá) 將4 μm厚度的石蠟切片在60℃烘箱中烘烤30 min,二甲苯脫蠟后進(jìn)行下行梯度酒精中脫苯、水化。切片浸泡于檸檬酸抗原液中進(jìn)行抗原修復(fù),滴加3%H2O2去離子水阻斷內(nèi)源性過氧化物酶,然后滴加封閉血清,封閉非特異性抗體。滴加小鼠抗人TGF-β3單克隆抗體(1∶200),孵育盒中密封,4℃過夜后SAP染色試劑盒常規(guī)顯色,顯微鏡下觀察結(jié)果并照相,以PBS代替一抗作為空白對(duì)照。結(jié)果判定:以低倍鏡和高倍鏡分別觀察切片,陽性染色為細(xì)胞間質(zhì)有紅色條索狀物質(zhì)著色,染色明顯高于背景,根據(jù)染色深淺分級(jí)[10]:①陽性面積百分率:無顯色記為0分,1%-25%記為1分,26%-50%記為2分,51%-75%記為3分,大于76%記為4分。②染色強(qiáng)度:未著色記為0分,淺紅色記為1分,紅色記為2分,深紅色記為3分。③綜合評(píng)分:兩項(xiàng)相加0-1分為(-),2-3分(+),4-5分為(++),6-7 分為(+++)。本實(shí)驗(yàn)最終計(jì)數(shù)采用雙盲法分別由兩位病理醫(yī)師計(jì)數(shù),差異超過10%重新計(jì)數(shù)。
實(shí)時(shí)定量PCR檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)TGF-β3mRNA在攣縮帶中的表達(dá)水平(1.76±0.63)明顯高于攣縮帶旁臀大肌組織的表達(dá)水平(1.28±0.49),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
攣縮帶中TGF-β3彌漫性分布于成纖維細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中(圖1,見第1007頁),其中2例為(+),16例為(++),5 例為(+++),而在攣縮帶旁臀大肌組織中TGF-β3表達(dá)量非常少,其中4例為(-),18例為(+),1例為(++)。
臀肌攣縮癥由Valderrama在1970年首次報(bào)道,常發(fā)生于兒童,如不及時(shí)治療可影響患兒的生長發(fā)育。臀肌攣縮癥的發(fā)病是一個(gè)復(fù)雜的過程,共同的基本病理變化是間質(zhì)增生及纖維化。其發(fā)病原因尚未完全清楚,普遍認(rèn)為與兒童反復(fù)肌肉注射有關(guān),此外免疫調(diào)節(jié)等因素也參與了發(fā)病[1-4]。
TGF-β是一種具有多種生物學(xué)效應(yīng)的細(xì)胞因子,參與多種生理病理過程,與病理性瘢痕形成、組織器官纖維化有密切聯(lián)系[11-14]。TGF-β共有5種亞型或異構(gòu)體,其中 TGF-β1,TGF-β2,TGF-β3存在哺乳動(dòng)物中,其中TGF-β1可以作用于成纖維細(xì)胞,促進(jìn)其合成大量的Ⅰ、Ⅲ、型膠原蛋白、彈性蛋白、整合素、蛋白多糖等多種細(xì)胞外基質(zhì)成分,從而促進(jìn)創(chuàng)傷愈合及瘢痕形成,是一種重要的致纖維化因子[13,14]。人 TGF-β3的基因定位于染色體 14q24,與TGF-β1有77%的氨基酸同源性,研究證實(shí) TGF-β3通過與TGF-β1競爭轉(zhuǎn)化生長因子βⅡ型受體(TβRⅡ)可以拮抗TGF-β1的作用,可以減輕瘢痕形成和纖維化[6,14]。我們前期研究發(fā)現(xiàn) TGF-β1在臀肌攣縮帶中的表達(dá)增加,可能參與了臀肌攣縮癥的發(fā)生發(fā)展過程[15]。為了研究TGF-β3在臀肌攣縮癥中的作用,我們利用免疫組化檢測了臀肌攣縮帶中TGF-β3的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)攣縮帶中TGF-β3彌漫性分布于成纖維細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中,呈強(qiáng)陽性,而在攣縮帶旁的臀大肌組織中TGF-β3表達(dá)量非常少。同時(shí)我們利用實(shí)時(shí)定量PCR在 mRNA水平上證實(shí)TGF-β3在攣縮帶中的表達(dá)水平明顯高于自身周圍臀大肌的表達(dá)水平。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果及我們前期研究結(jié)果[15],提示臀肌攣縮癥患者臀肌攣縮帶中TGF-β1、TGF-β3上調(diào)可能與臀肌纖維化有關(guān),TGF-β1的致纖維化作用與TGF-β3的抗纖維化作用之間的動(dòng)態(tài)平衡參與了肌肉纖維化發(fā)生發(fā)展過程。
綜上所述,TGF-β3在臀肌攣縮癥患者的臀肌攣縮帶中高表達(dá),TGF-β3可能參與了臀肌攣縮癥的臀肌纖維化過程。進(jìn)一步研究TGF-β3在臀肌攣縮癥不同發(fā)病階段的作用可能為揭示臀肌攣縮癥具體發(fā)病機(jī)制及生物學(xué)治療提供理論依據(jù)。
[1] Zhao CG,He XJ,Lu B,et al.Classification of gluteal muscle contracture in children and outcome of different treatments[J].BMC Musculoskelet Disord,2009,10:34.
[2] 劉新慧,楊開舜.臀肌攣縮癥病因研究概況[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生,47(32):27-29.
[3] Liu GH,Cao FQ,Yang SH,et al.Factors influencing the treatment of severe gluteal muscle contracture in children[J].J Pediatr Orthop B,2011,20(2):67-69.
[4] 劉勁松,趙峻,吳仕峰,等.臀肌攣縮癥免疫發(fā)病機(jī)制的臨床研究[J].昆明醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,28(3):43-45.
[5] Laverty HG,Wakefield LM,Occleston NL,et al.TGF-beta3 and cancer:a review[J].Cytokine Growth Factor Rev,2009,20(4):305-317.
[6] Hao J,Varshney RR,Wang DA.TGF-beta3:A promising growth factor in engineered organogenesis[J].Expert Opin Biol Ther,2008,8(10):1485-1493.
[7] Hegewald AA,Zouhair S,Endres M,et al.Towards biological anulus repair:TGF-β3,F(xiàn)GF-2 and human serum support matrix formation by human anulus fibrosus cells[J].Tissue Cell,2013,45(1):68-76.
[8] Voumvouraki A,Koulentaki M,Tzardi M,et al.Increased ΤGF-β3in primary biliary cirrhosis:an abnormality related to pathogenesis[J].World J Gastroenterol,2010,16(40):5057-5064.
[9] Moreno-AlvarezP,Sosa-GarrochoM,Briones-OrtaMA,etal.Angiotensin II increases mRNA levels of all TGF-beta isoforms in quiescent and activated rat hepatic stellate cells[J].Cell Biol Int,2010,34(10):969-978.
[10] Fromowitz FB,Viola MV,Chao S,et al.Ras p21 expression in the progression of breast cancer[J].Hum Pathol,1987,18(12):1268-1275.
[11] Araújo-Jorge TC,Waghabi MC,Bailly S,et al.The TGF-β pathway as an emerging target for Chagas disease therapy [J].Clin Pharmacol Ther,2012,92(5):613-621
[12] Samarakoon R,Overstreet JM,Higgins PJ.TGF-β signaling in tissue fibrosis:redox controls,target genes and therapeutic opportunities[J].Cell Signal,2013,25(1):264-268.
[13] Biernacka A,Dobaczewski M,F(xiàn)rangogiannis NG.TGF-β signaling in fibrosis[J].Growth Factors,2011,29(5):196-202.
[14] Pohlers D,Brenmoehl J,L?ffler I,et al.TGF-beta and fibrosis in different organs-molecular pathway imprints[J].Biochim Biophys Acta,2009,1792(8):746-756.
[15] 趙晨光,賀西京,陸斌,等.臀肌攣縮癥發(fā)病過程中TGF-B1和HSP47的表達(dá)及其作用[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2010,31(2):221-223.
山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2013年12期