椎间盘退变分子生物学机制

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1、国际骨科学杂志2006年9月第27卷第5期IntJOrthop,September25,2006,Vol.27,No.5295力扭毖、」、.革刁丈皿』匕.椎间盘退变分子生物学机制梁朝革贾连顺摘要稚间盘退变是一个慢性过程，其确切病因仍不十分清楚。多数学者认为推间盘退变是多因素协同作用的结果，包括促进基质分解的因素如炎症因子、基质金属蛋白酶等，抑制基质分解的因素如基质金属蛋白酶组织抑制剂，促进细胞分裂的因素如血小板源性生长因子，促进软骨形成的因素如转化生长因子、骨形态发生蛋白等，以及分子调节因子如Sox-9等。髓核内蛋白多糖下降据认为是疾病早期阶段重要而

2、有特征的因素。蛋白多糖减少反映髓核合成代谢和分解代谢的不平衡，即合成降低或分解增加，或两个因素并存。该文就此作一综述。关键词椎间盘;退变;分子生物学;基因椎间盘退变是一个慢性过程，由退变导致的疾病是髓核细胞中表达量明显上升，同时与正常人群相比，TNF-临床医师面临的一大难题。椎间盘退变引起椎间盘高度a在患有椎间盘突出症等退变性疾病人群髓核细胞中的丢失，从而改变相邻节段脊柱的力学结构，导致自发性下表达量明显上升;TNF-a在无症状组及有症状组中的表腰痛、坐骨神经痛、椎间盘突出、椎管狭窄及脊髓病，并使达均与椎间盘退变程度及年龄呈正相关;推测TNFa在患者

3、生活质量下降和劳动能力丧失。调查川表明，椎间胎儿、婴幼儿的高表达可能与闭合椎间盘血管通路的正盘退变导致的脊柱疾病带来的医疗费用与心脏病相当，常生理功能有关，而在老年人群组的高表达说明TNFa高于糖尿病、Alzheimer病及肾脏疾病，但目前有限的治并未参与椎间盘早期退变过程。疗方法如椎板减压、椎间融合等高度侵人性手术的远期leMaitre等[5[研究显示，在正常及退变椎间盘细胞疗效并不理想，且这些治疗方法也只是对症治疗，并不能内均可产生白介素一1(IL-1)激动剂、拮抗剂及其受体、IL扭转椎间盘退变过程。对于正常的椎间盘，髓核的生物1(3转换酶(IC

4、E)。同时除ICE外，这些蛋白的免疫活性随学功能至关重要。研究[2.3〕表明，椎间盘退变首先从髓核着椎间盘退变程度的增加而增加，同时IL-1会导致椎间开始;椎间盘退变过程中最显著的特征是髓核细胞丢失、盘基质降解酶如基质金属蛋白酶(MMP)-3,MMP-13和蛋白多糖及n型胶原减少，同时软骨细胞被纤维细胞替ADAMTS-4基因表达的增加，以及基质表达相关基因如代，I型胶原增多。聚集蛋白多糖、I型胶原、II型胶原、SOX-6表达的下降。多数学者认为椎间盘退变是多因素协同作用的结随后的研究[[8]结果显示，通过病毒转染IL-1受体拮抗剂果，其中影响椎间盘退

5、变的分子机制主要包括以下几个(IL1Ra)后正常及退变的椎间盘细胞中IL-1Ra基因表达因素，即促进基质分解的因素如炎症因子、基质金属蛋白均明显上调，表达时间延长，且蛋白产物表达量明显增酶等;抑制基质分解的因素如基质蛋白酶抑制剂加，同时这些细胞具有明显的抑制IL1的功能。Maeda(TIMP);促进细胞分裂的因素如血小板源性生长因子等[71证实，IL-1对不同年龄兔的椎间盘细胞蛋白多糖均(PDGF);促进软骨形成因素如转化生长因子(TGF)、骨有减少合成和促进降解的作用，应用IL-1Ra则抑制了形态发生蛋白(BMP)等;分子调节因子如SOX-9等。I

6、L-1的作用。蒋振松等[181采用原位杂交法检测显示，退1促进基质分解因素变的颈椎间盘中ILla基因表达与颈椎间盘退变程度呈1.1炎症因子正相关。Specchia等[191应用免疫组化法观察到突出的椎椎间盘退变的原因是多方面的，其中炎性因子在椎间盘中有IL-6和IL-6受体((IL6R)阳性软骨细胞。正常间盘退变过程中对椎间盘基质合成与分解、炎症反应和椎间盘中氧含量很低。Moroney等[[10〕在低氧((100)环境椎间盘细胞凋亡等三方面起着重要作用。下培养猪髓核组织，结果发现IL-6和IL-8明显减少，消肿瘤坏死因子一a(TNFa)是调节椎间盘细

7、胞表型变炎痛亦可减少IL-6和IL-8分泌。Rannou等[111〕研究IL化的重要炎症因子之一。Weiler等[4[通过免疫组化法研lR对体外培养的幼兔纤维环细胞的作用，未检测到n型胶究TNF-a在正常和退变椎间盘上的分布情况及与患者原inRNA变化，但发现IL-1日可减少蛋白多糖合成，且诱导基质降解酶inRNA的产生，增加前列腺素(PG)E2合年龄、椎间盘退变程度的相关性，发现TNF-a在正常胎成，并剂量依赖性地提高II型磷醋酶A2活性，这些作用儿、婴幼儿及老年人髓核细胞中均有表达，但在正常青少与在关节软骨中的作用相似，故认为这可能是基质降解年(

8、X25岁)髓核细胞中却表达很少，在>25岁正常人群的主要原因。Maeda等171研究ILla和IL1Ra对培