Hypertrophie des Ligamentum Flavum bei lumbaler Wirbelsäulenstenose ist mit erhöhtem miR-155-Level assoziiert

Abstract

Die Hypertrophie des Ligamentum Flavum (LF) trägt zur lumbalen Wirbelsäulenstenose (LSS) bei und wird hauptsächlich durch Fibrose verursacht. Neuere Daten weisen darauf hin, dass miR-155 eine entscheidende Rolle in der Pathogenese verschiedener fibrotischer Erkrankungen spielt. In dieser Studie sollte die Hypothese getestet werden, dass miR-155 Effekte auf die LF-Dicke ausübt, indem es die Kollagenexpression reguliert. Wir fanden heraus, dass die LF-Dicke und die Expression von Kollagen I und Kollagen III in der LF von LSS-Patienten höher war als in der LF von Patienten mit lumbalem Bandscheibenvorfall (LDH) (). Die Expression von miR-155 war in LF aus der LSS-Gruppe signifikant höher als in LF aus der LDH-Gruppe (). Die miR-155-Konzentration korrelierte positiv mit der LF-Dicke (, ), dem Kollagenniveau des Typs I (, ) und dem Kollagenniveau des Typs III (, ). miR-155-Mimik erhöhte die mRNA- und Proteinexpression von Kollagen I und Kollagen III in Fibroblasten, die aus LF isoliert wurden, während miR-155-Schwamm die mRNA- und Proteinexpression von Kollagen I und III in Fibroblasten verringerte. Die Schlussfolgerung ist, dass miR-155 eine Fibrose-assoziierte miRNA ist und eine wichtige Rolle in der Pathogenese der LF-Hypertrophie spielen könnte.

1. Einleitung

Die lumbale Spinalkanalstenose (LSS) ist eine häufige Erkrankung bei älteren Patienten. LSS ist definiert als eine Verengung des Spinalkanals mit Einklemmung des Rückenmarks oder der Nervenwurzeln, die zu den Symptomen einer Radikulopathie oder Pseudoklaudikation führt. Eine Hypertrophie des Ligamentum flavum (LF) ist in der Regel an der Pathogenese des LSS beteiligt, die den Durchmesser des Wirbelkanals reduzieren und den Duralsack und die Nervenwurzeln komprimieren kann, was zu Symptomen führt, selbst wenn kein vorgewölbter Anulus fibrosus oder hernierter Nucleus pulposus oder knöcherne Sporne vorliegen.

LF ist eine gut definierte elastische Struktur, die aus elastischen (80 %) und kollagenen (20 %) Fasern besteht. Hypertrophiertes LF-Gewebe wird desorganisiert und zeigt eine Abnahme und Degeneration der elastischen Fasern, aber eine Zunahme der kollagenen Fasern . Während der LF-Hypertrophie kommt es zu einem Anstieg der Expression und Aktivität verschiedener Moleküle, darunter Matrix-Metalloproteasen (MMPs) , Gewebsinhibitoren von Matrix-Metalloproteasen (TIMPs) , Thrombozyten-Wachstumsfaktor-BB (PDGF-BB) , Bindegewebs-Wachstumsfaktor (CTGF) , Knochen-morphogenetisches Protein (BMP) und entzündliche Zytokine .

microRNAs (miRNAs) sind evolutionär konservierte, einzelsträngige, nicht-kodierende RNA-Moleküle von 19-24 Nukleotiden, die die Genexpression auf posttranskriptioneller Ebene kontrollieren. miRNA-Expressionssignaturen wurden mit klinisch-pathologischen Merkmalen und dem Ausgang verschiedener Krankheiten in Verbindung gebracht. Über die Rolle von miRNAs bei der LF-Hypertrophie ist jedoch nur sehr wenig bekannt. miRNAs spielen eine entscheidende Rolle beim Gewebeabbau und bei der Fibrose. miRNAs könnten den Knorpelabbau fördern, indem sie die Expression von Genen regulieren, die katabole Faktoren wie MMP und ADAMTS kodieren. Insbesondere wurde eine signifikante Erhöhung der Expression von miR-155 in Fibroblastenzellen und Geweben von Patienten mit rheumatoider Arthritis beobachtet. MiR-155 ist eine typische multifunktionale miRNA, die eine entscheidende Rolle in verschiedenen physiologischen und pathologischen Prozessen spielt, wie z.B. hämatopoetische Abstammungsdifferenzierung, Immunität, Krebs, kardiovaskuläre Erkrankungen und Entzündungsreaktion.

In dieser Studie wollten wir die mögliche Rolle von miR-155 in der Entwicklung der LF-Hypertrophie bei Patienten mit LSS untersuchen. Wir verglichen die Dicke, den Elastinabbau, die Fibrose, die Kollagen I- und Kollagen III-Expression und die miR-155-Expression in LF von Patienten mit LSS mit denen von Patienten mit lumbalem Bandscheibenvorfall (LDH). Als nächstes untersuchten wir die Korrelation zwischen dem miR-155-Level und den LF-Merkmalen. Schließlich untersuchten wir die Auswirkungen von miR-155 auf die Expression von Kollagen Typ I und III in kultivierten humanen LF-Zellen.

2. Methoden

2.1. Proben

LF-Proben wurden von 15 Patienten (7 männlich, 8 weiblich, Durchschnittsalter: 65,67 Jahre, Bereich: 63-71 Jahre) gewonnen, die sich aufgrund einer symptomatischen degenerativen lumbalen Spinalstenose einer dekompressiven Laminektomie unterzogen. Als Kontrolle wurden LF-Proben von 15 Patienten (10 männlich, 5 weiblich, Durchschnittsalter: 25,17 Jahre, Bereich: 20-30 Jahre) mit lumbalem Bandscheibenvorfall entnommen, die wegen dieser Erkrankung operativ behandelt wurden. Die LF wurden aus L4/5 entnommen und dann einer histologischen Färbung, Masson’s Trichrom-Färbung, immunhistochemischen Analyse und biologischen Auswertung unterzogen. Die Studie wurde von der institutionellen Ethikkommission genehmigt und von jedem Patienten wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

2.2. Messung der LF-Dicke

Magnetresonanztomographie (MRT) wurde durchgeführt, um die Dicke der LF bei jedem der 30 Patienten zu messen. Auf dem axialen T1-gewichteten Bild durch das Facettengelenk war die LF deutlich als eine Masse mit geringer Signalintensität direkt an der ventralen Seite des Facettengelenks zu erkennen. Die maximale Dicke des LF wurde von einem erfahrenen Chirurgen mit der manuellen Cursortechnik nachgezeichnet und automatisch im PACS-System gemessen. Die Messung jedes Ligaments wurde dreimal wiederholt, und der Durchschnittswert wurde als endgültige Dicke des LF verwendet.

2.3. Histologische Analyse

Die Proben wurden sagittal geschnitten, für 48 h in 10% Formalin fixiert und in einen Paraffinblock eingebettet. Dünnschnitte (4 μm) wurden präpariert und von einem erfahrenen Pathologen, der die Herkunft der Präparate nicht kannte, mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) und Masson’s Trichrom gefärbt. H&E-Färbung zeigte die Morphologie und Struktur der LF und den Grad des Elastinabbaus. Die Masson-Trichrom-Färbung wurde zur Identifizierung der elastischen Fasern (rosa) und kollagenen Fasern (blau) und zur Bestimmung des Fibrosegrades verwendet.

2.4. Real-Time PCR

Total RNA wurde aus Proben oder Zellen mit TRIZOL (Invitrogen Corp., Carlsbad, CA) isoliert. Um die mRNA-Expressionsniveaus von Kollagen Typ I und III zu messen, wurde cDNA aus isolierter RNA durch Inkubation von 500 ng DNase-behandelter RNA mit einem Erststrang-Synthese-Kit (Advanced Biotechnologies) revers transkribiert. Die Real-Time-PCR wurde unter Verwendung des SYBR-Grün-Farbstoffs in einem Thermocycler mit folgenden Parametern durchgeführt: 40 Zyklen, 94°C für 30 Sekunden, 60°C für 20 Sekunden und 72°C für 15 Sekunden. Zur Messung des miR-155-Spiegels wurde die RT-PCR mit dem All-in-One miRNA qRT-PCR Detection Kit (Tiangen) durchgeführt. Die folgenden Primer wurden verwendet: Kollagen I vorwärts: 5′-GTGCGATGACGTGATCTGTGA-3′, rückwärts: 5′-CGGTGGTTTCTTGGTCGGT-3′; Kollagen III vorwärts: 5′-GCCAAATATGTGTCTGTGACTCA-3′ und rückwärts: 5′-GGGCGAGTAGGAGCAGTTG-3′; miR-155 vorwärts: TTAATGCTAATCGTGATAGGGGT. Alle Primer wurden von Shenggong Inc. synthetisiert. Alle Daten wurden mit der vergleichenden ΔΔCT-Methode analysiert, um die Differenz zwischen den Schwellenwert-Zykluswerten (CT) der Ziel- und Referenzgene in jeder Probe zu berechnen.

2.5. Western-Blot-Analyse

Gewebeproben und kultivierte Zellen wurden in RIPA-Puffer mit Proteaseinhibitor-Cocktail lysiert. Äquivalente Proteinmengen wurden durch Elektrophorese aufgetrennt und auf eine Immobilon-P Transfermembran (Millipore) übertragen. Die Membranen wurden mit 5% fettfreier Milch in Tris-gepufferter Kochsalzlösung geblockt und dann mit monoklonalen Col 1- oder Col 3-Antikörpern (Abcam, USA) inkubiert, gefolgt von einer Inkubation mit Meerrettichperoxidase-konjugiertem Sekundärantikörper (Abcam, USA). Actin (Abcam, USA) wurde als Ladekontrolle verwendet.

2.6. Primärkultur von LF-Fibroblastenzellen

Die LF-Proben wurden aseptisch von sechs jungen Patienten gewonnen, die sich einer Wirbelsäulenoperation unterzogen. Die sezierten Präparate wurden zerkleinert und in serumfreiem Medium (Gibco) mit 250 U/mL Typ-I-Kollagenase (Sigma) bei 37°C in einer Atmosphäre mit 5% CO2 verdaut. Die verdauten Proben wurden mit serumhaltigem Medium gewaschen, um die Kollagenaseaktivität zu hemmen, und dann in 35-mm-Schalen in Dulbecco’s Modified Eagle Medium und Ham’s F-12 Medium (DMEM/F12, Gibco), ergänzt mit 10 % hitzeinaktiviertem fötalen Rinderserum (FBS, Gibco-BRL), platziert. Die Kulturen wurden bei 37°C in einer befeuchteten Atmosphäre mit 5% CO2 inkubiert. Das Medium wurde alle zwei Tage gewechselt. Nach zwei Wochen begannen die Zellen aus den Ligament-Chips zu migrieren und bildeten einen Monolayer. Die Zellen wurden für zwei bis drei Wochen in DMEM/F12 mit 10 % FBS, 1 % v/v Penicillin und Streptomycin (Sigma) in einem Inkubator mit befeuchteter Atmosphäre und 5 % CO2 gehalten. Die Proteinexpression der Kollagentypen I und III wurde mittels Immunzytochemie wie zuvor beschrieben bestimmt.

2.7. Vektorkonstruktion

hsa-miR-155 Vorläufersequenz wurde von miRBase bezogen (http://www.mirbase.org/): CTGTTAATGCTAATCGTGATAGGGGTTTTGCCTCCAACTGACTCCTACATATTAGCATTAACAG. Die hsa-miR-155-Sequenz war UUAAUGCUAAUUGAUAGGGGU, und die komplementäre DNA-Sequenz war ACCCCTATCACAATTAGCATTAA. Die miR-155-Schwämme wurden als drei unvollständige komplementäre Sequenzen entworfen. Die Oligos wurden in pCDH-GFP kloniert, um pCDH-miR-155 oder pCDH-miR-155-sponge Plasmid zu erzeugen.

2.8. Lentivirus-Packaging und -Infektion

Für die Transfektion wurden 293T-Zellen bei 37°C in einem 5%-igen CO2-Inkubator kultiviert, bis die Zellen eine Konfluenz von 70-80% erreichten, und die Monolayer-Zellen wurden mit PCDH-GFP, pCDH-miR-155 oder pCDH-miR-155-sponge-Plasmid gemischt mit psPAX2 und pMD unter Verwendung von Liposomen transfiziert. Das Kulturmedium wurde nach 4 h verworfen, und die Zellen wurden 3 Mal mit PBS gewaschen. Schließlich wurden 15 mL Zellkulturmedium mit 10 % fötalem Rinderserum zugegeben und die Zellen für 24 h kultiviert. Dann wurden die Überstände, die GFP (Blank-Gruppe), miR-155 (OE-Gruppe) oder miR-155 Sponge (Sponge-Gruppe) Lentiviren enthielten, gesammelt und zur Infektion von Fibroblastenzellen verwendet. Ein weiteres Lentivirus, das eine Nonsense-miRNA enthielt, wurde als Kontrolle verwendet (CON-Gruppe).

2.9. Statistische Analyse

Die Daten wurden als Mittelwert ± SD ausgedrückt und mit dem statistischen Analysepaket SPSS Version 12 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) analysiert. Die Messungen der LF-Dicke wurden mit dem Student’s t-Test verglichen. Die Unterschiede in den Kollagen I-, Kollagen III-, mRNA- und Proteinexpressionsniveaus und dem miR-155-Niveau zwischen den Gruppen wurden mittels Einweg-ANOVA ausgewertet. Die Korrelationen zwischen LF-Dicke, Kollagen I, Kollagen III und miR-155-Level wurden mit der Spearman-Methode analysiert. wurde als statistisch signifikant angesehen.

3. Ergebnisse

3.1. Dicke der LF

Die Dicke des mittleren Teils der LF wurde gemessen. Die mittlere Dicke der LF betrug 2,8 ± 0,7 mm (Bereich: 1,63-3,87 mm) in der LDH-Gruppe und 5,3 ± 1,0 mm (Bereich: 3,95-7,48 mm) in der LSS-Gruppe. Dieser Unterschied war signifikant ().

3.2. Elastinabbau und Fibrose der LF

Die histologische Analyse zeigte, dass die elastische Faserfläche abnahm und die Kollagenfläche in der LF der LSS-Gruppe im Vergleich zur LDH-Gruppe zunahm. In der LDH-Gruppe waren reiche elastische Fasern in paralleler Anordnung angeordnet (Abbildungen 1(a) und 1(b)). In der LSS-Gruppe hingegen waren die elastischen Fasern fragmentiert, desorganisiert und fokal verloren, begleitet von der Proliferation von Kollagenfasern (Abbildungen 1(c) und 1(d)). Die Masson-Trichrom-Färbung zeigte, dass in der LF aus der LDH-Gruppe ein großer Bereich rosa gefärbt war und eine regelmäßige Anordnung aufwies, was auf einen normalen, nicht-fibrotischen Zustand hinweist (Abbildungen 1(e) und 1(f)), aber in der LF aus der LSS-Gruppe war ein großer Bereich blau gefärbt, was auf das Vorhandensein einer massiven Fibrose hinweist (Abbildungen 1(g) und 1(h)).

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Abbildung 1

Histologische Analyse der LF-Proben von LSS- und LDH-Patienten. (a) In der LF von LDH-Patienten war ein großer Bereich rosa gefärbt mit einer regelmäßigen Anordnung, was auf einen normalen, nicht-fibrotischen Zustand hinweist. H&E-Färbung ×40. (b) LF von LDH-Patienten. H&E-Färbung ×100. (c) In der LF von LSS-Patienten waren die elastischen Fasern desorganisiert und fokal verloren, begleitet von einer Proliferation von Kollagenfasern. Die elastischen Fasern hatten außerdem ein geringes Volumen und ungleichmäßige Durchmesser. H&E-Färbung ×40. (d) LF von LSS-Patienten. H&E-Färbung ×100. (e) In LF von LDH-Patienten waren reichlich elastische Fasern regelmäßig angeordnet. In Grad 0 waren <20% der LF blau gefärbt. Masson’s Trichrom-Färbung ×40. (f) LF von LDH-Patienten. Bei Grad 1 waren <40% der LF blau gefärbt. Masson’s Trichrom-Färbung ×40. (g) In LF von LSS-Patienten war ein großer Bereich blau gefärbt, was auf das Vorhandensein einer massiven Fibrose hinweist. Bei Grad 3 waren über 60 % des gesamten Bereichs blau gefärbt. Masson’s Trichrom-Färbung ×40. (h) In LF von LSS-Patienten waren bei Grad 4 über 80% des gesamten Bereichs blau gefärbt. Masson’s Trichromfärbung ×40.

3.3. Expression der Kollagene I und III in der LF

Die mRNA-Expressionsniveaus der beiden Kollagene I und III waren in den LF-Proben aus der LSS-Gruppe signifikant erhöht (Abbildung 2(a)). Die Proteinexpression der Kollagene I und III ist in den LF-Proben aus der LSS-Gruppe höher als in denen aus der LDH-Gruppe (Abbildung 2(b) und 2(c)).

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3.4. miR-155 Level in LF

Der mittlere Level von miR-155 war 1.1748 ± 0,047 (Bereich: 1,1278-1,2218) in der LDH-Gruppe und 5,1081 ± 0,703 (Bereich: 4,4051-5,8111) in der LSS-Gruppe. Der miR-155-Spiegel war in den LF-Proben der LSS-Gruppe signifikant höher als in denen der LDH-Gruppe (, Abbildung 3(a)). Die Korrelationsanalyse zeigte, dass der miR-155-Spiegel parallel zur Dicke der LF anstieg und eine positive und signifikante Korrelation zeigte. Der Regressionskoeffizient betrug 0,958 (Abbildung 3(b)). Darüber hinaus zeigte die Expression von Kollagen Typ I und III eine positive und signifikante Korrelation mit dem miR-155 Level in der LF (Abbildung 3(c)). Die Regressionskoeffizienten betrugen 0,827 () und 0,825 () für Kollagen Typ I bzw. III.

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Abbildung 3

Die Expression von miR-155 in LF-Proben von LSS- und LDH-Patienten. (a) Der relative miR-155-Spiegel in LF war in der LSS-Gruppe höher als in der LDH-Gruppe. (b) Korrelation zwischen miR-155-Spiegel und LF-Dicke. (c) Ein Streudiagramm, das die positiven Korrelationen zwischen dem miR-155-Spiegel und dem Kollagen I/III-Proteinspiegel in der LF zeigt. Die Korrelationskoeffizienten betrugen 0,825 () bzw. 0,827 ().

3.5. miR-155 regelt die Expression der Kollagene I und III in LF-Fibroblasten hoch

Um die Rolle von miR-155 bei der Regulation der Kollagenexpression der Typen I und III in LF zu bestimmen, isolierten wir Fibroblasten aus LF und infizierten sie mit Lentiviren. Die RT-PCR-Analyse zeigte, dass die mRNA-Expression der Kollagentypen I und III in Zellen, die mit miR-155 mimic-Lentiviren infiziert waren, im Vergleich zu Kontrollen erhöht war (Abbildung 4(a)). Die Western-Blot-Analyse zeigte, dass die Proteinexpression von Kollagen der Typen I und III in Zellen, die mit dem miR-155 mimic-Lentivirus infiziert waren, im Vergleich zu den Kontrollen erhöht war (Abbildung 4(b) und 4(c)). Die Immunzytochemie bestätigte, dass die Färbung von Kollagen Typ I und III in Zellen, die mit miR-155 mimic Lentivirus infiziert waren, im Vergleich zu den Kontrollen deutlich stärker war (Abbildungen 4(d)-4(g)).

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Abbildung 4

miR-155 Mimik erhöht die Expression von Kollagen I und Kollagen III in aus LF isolierten Fibroblasten. (a) Die Real-Time-PCR-Analyse zeigte, dass die relativen mRNA-Konzentrationen von Kollagen I und Kollagen III in der OE-Gruppe signifikant höher waren als in den Blank- und Kontrollgruppen. (b) Western-Blot-Analyse der Expression von Kollagen I und Kollagen III in verschiedenen Gruppen von Fibroblasten. (c) Die relativen Proteingehalte von Kollagen I und Kollagen III waren in der OE-Gruppe signifikant höher als in der Blank- und Kontrollgruppe. (d) Blank-Gruppe. (e) Kontrollgruppe. (f) Immunzytochemische Färbung von Kollagen I in der OE-Gruppe. (g) Immunzytochemische Färbung von Kollagen III in der OE-Gruppe. Braun zeigt eine positive Färbung an.

Im Gegensatz dazu war die mRNA-Expression der Kollagentypen I und III in den mit miR-155 Schwamm-Lentivirus infizierten Zellen im Vergleich zu den Kontrollen vermindert (Abbildung 5(a)). Folgerichtig zeigte die Western-Blot-Analyse, dass die Proteinexpression der Kollagentypen I und III in Zellen, die mit miR-155-Schwamm-Lentivirus infiziert waren, im Vergleich zu den Kontrollen vermindert war (Abbildung 5(b) und 5(c)). Die Immunzytochemie bestätigte, dass die Färbung der Kollagentypen I und III in den mit miR-155-Schwamm-Lentivirus infizierten Zellen im Vergleich zu den Kontrollen schwächer war (Abbildungen 5(d)-5(g)).

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4. Diskussion

LF enthält eine hohe Konzentration an Elastin, das die Kontraktion während der Flexion und die Dehnung während der Extension ermöglicht. Es ist bekannt, dass eine LF-Hypertrophie ein LSS verursacht, das zu Schmerzen im unteren Rückenbereich führt. In dieser Studie stellten wir fest, dass die mittlere Dicke der LF in der LSS-Gruppe signifikant größer war als in der LDH-Gruppe. Wir beobachteten auch unregelmäßig angeordnete, gerissene, geschwollene und verminderte elastische Fasern, Hyalinisierung und eine erhöhte Anzahl von Kollagenfasern in der LF der LSS-Gruppe. Außerdem fanden wir, dass LF aus der LSS-Gruppe einen hohen Fibrose-Score aufwies. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Studien überein, die eine Zunahme des Kollagengehalts (Fibrose) und ein vermindertes Elastin-zu-Kollagen-Verhältnis in hypertrophierten NF zeigten.

So weit wir wissen, ist dies der erste Bericht, der die Beziehung zwischen NF-Hypertrophie und miRNA-Expression beschreibt. Jüngste Studien haben eine wichtige Rolle von miR-155 in der Pathogenese von Osteoarthritis und fibrotischen Erkrankungen gezeigt . Hier konzentrierten wir uns auf die Rolle von miR-155 in der Pathogenese der LF-Hypertrophie. Wir fanden, dass miR-155 im LF-Gewebe von LSS-Patienten im Vergleich zu LDH-Patienten signifikant hochreguliert war. Die Korrelationsanalyse zeigte, dass die erhöhte miR-155-Expression mit der Dicke, dem Fibrose-Score und der Expression von Kollagen Typ I und III in der LF korreliert war. Außerdem isolierten wir Fibroblasten aus LF und zeigten, dass miR-155 die Expression von Typ-I- und Typ-III-Kollagen in diesen Zellen hochregulierte.

Chronische Entzündungen sind ein wichtiger Risikofaktor für LF-Hypertrophie. Das Fortschreiten der LF-Hypertrophie wird von einem hohen Maß an Makrophageninfiltration begleitet. Darüber hinaus wurden Makrophagen als eine wichtige zelluläre Quelle für entzündliche Zytokine bei der LF-Hypertrophie identifiziert. Kürzlich wurde miR-155 als eine Komponente der primären Makrophagenantwort auf Entzündungsmediatoren identifiziert . Darüber hinaus haben mehrere Studien gezeigt, dass der transformierende Wachstumsfaktor (TGF-) in den Prozess der hypertrophen Veränderungen während der LF involviert ist . Interessanterweise ist miR-155 ein direktes Ziel des TGF-/Smad-Wegs, der die miR-155-Expression durch Smad4 induziert . miR-155 trägt zur Regulation des TGF-/Smad-Wegs bei, indem es direkt auf SMAD2 und SMAD5 abzielt . Diese Ergebnisse stellen eine starke Verbindung zwischen miR-155, dem TGF–Signalweg und der LF-Hypertrophie her und deuten darauf hin, dass miR-155 ein kritischer Faktor ist, der die Fibroblastenfibrose und die LF-Hypertrophie reguliert.

Es gibt mehrere Einschränkungen in unserer vorliegenden Studie. Erstens war unsere Stichprobengröße durch die Ethikkommission begrenzt. Zweitens konnten wir keine normale LF sammeln und verwendeten stattdessen Kontrollproben von Patienten mit Bandscheibenvorfällen, deren Durchschnittsalter deutlich jünger war als das der Patienten mit Spinalstenose. Daher können wir nicht ausschließen, dass die Alterung einen Einfluss auf die Expression von miR-155 haben könnte. Es wäre ideal gewesen, zwei verschiedene Kontrollen zu haben: alters- und geschlechtsgematchte Proben von Patienten ohne Stenose und geschlechtsgematchte Proben von Spätpubertierenden. Ersteres würde das Alter als unabhängige Variable eliminieren, da nicht alle alten Patienten eine Spinalkanalstenose entwickeln. Es könnte sein, dass, ähnlich wie bei der Atherosklerose, eine genetische Prädisposition die biochemischen Faktoren verändert, die zu dem pathologischen Zustand beitragen. Proben von späten Teenagern, die keine degenerativen Veränderungen aufweisen, würden es uns ermöglichen, das Ausmaß der bei der Spinalkanalstenose auftretenden Störungen zu bestimmen. Leider unterziehen sich diese beiden idealen Kontrollen nur selten einer chirurgischen Behandlung, was es fast unmöglich macht, rechtzeitig genügend Proben zu sammeln. So entschieden wir uns schließlich für unsere jetzigen Kontrollen. Obwohl sie zugegebenermaßen nicht ideal sind, sind sie angemessen und ausreichend, um die Hypothese zu testen, die wir in dieser Studie postuliert haben. In der Tat wurde in der Literatur über die Ligamentum flavum-Hypertrophie häufig die Gruppe der jungen Bandscheibenvorfälle als Kontrollgruppe verwendet.

5. Schlussfolgerungen

Zusammenfassend fanden wir, dass miR-155 bei Patienten mit lumbaler Ligamentum flavum-Hypertrophie hochreguliert war. Das Expressionsniveau von miR-155 korrelierte mit der Dicke und dem Grad der Fibrose des LF. miR-155 erhöhte die Expression von Kollagen Typ I und III in Fibroblasten aus LF. Diese Daten deuten darauf hin, dass miR-155 eine Fibrose-assoziierte miRNA ist und eine wichtige Rolle in der Pathogenese der LF-Hypertrophie spielen könnte.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass es keinen Interessenkonflikt bezüglich der Veröffentlichung dieser Arbeit gibt.

Beitrag der Autoren

Jianwei Chen und Zhanchun Li entwarfen die Studie und schrieben die Arbeit. Jianwei Chen, Guibin Zhong, Lie Qian, Zhanchun Li, Zhiguang Qiao, Bin Chen und Hantao Wang führten die Experimente durch und analysierten die Daten. Alle Autoren lasen und genehmigten die endgültige Arbeit.

Danksagungen

Die Autoren danken Dr. Zhiguang Qiao für seine Vorarbeit für diese Studie und danken dem Biomedical Research Center im Renji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, für die Nutzung von Instrumenten. Die Studie wurde von der National Natural Science Foundation of China (81370976) und Shanghai Natural Science Foundation, China (13zr1424900) unterstützt.