鋅缺乏導(dǎo)致小鼠骨骼發(fā)育障礙與鋅轉(zhuǎn)運蛋白異常.pdf

1、鋅是兒童生長發(fā)育的重要元素，近年來已逐漸得到認(rèn)識。正常的鋅營養(yǎng)可以促進(jìn)兒童的健康發(fā)育，而鋅缺乏的兒童身高與同齡相比有顯著差異：骨密度降低，股骨的長度明顯低于對照組，扁骨的形態(tài)發(fā)育畸形。 張月紅等對生長期大鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，在鋅缺乏環(huán)境下，骺板形態(tài)發(fā)生改變，狹窄，不規(guī)則，扭曲變形。骺板軟骨細(xì)胞畸形，骺板增殖帶和肥大帶的軟骨細(xì)胞數(shù)量減少，未呈典型的柱狀排列。整個骺板呈退化樣改變，不具有正常的形態(tài)和功能，從而影響了骨骼的生長發(fā)育。由此可

2、見，鋅缺乏抑制骺軟骨細(xì)胞增殖分化，很可能是造成軟骨內(nèi)成骨障礙而導(dǎo)致骨骼的發(fā)育遲緩的主要原因。 Litchfield在無血清骺板軟骨細(xì)胞培養(yǎng)基中添加適量的鋅，可促進(jìn)軟骨細(xì)胞蛋白質(zhì)含量和Ⅱ型膠原的分泌，說明適當(dāng)濃度的鋅促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖分裂，如從培養(yǎng)基中用鋅離子螯合劑TPEN除掉鋅，軟骨細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量和Ⅱ型膠原減少。這一結(jié)果證實鋅是促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖分化的重要因子。 王新賓在雛雞的研究中，給予缺鋅食物后3天，對骺板軟骨細(xì)胞在

3、用TUNEL和BrdU的方法進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)骺板軟骨細(xì)胞凋亡已經(jīng)增加，出現(xiàn)軟骨細(xì)胞增殖分化障礙，同時用免疫組織化學(xué)的方法檢測發(fā)現(xiàn)骺板內(nèi)生長因子水平還未降低，說明鋅缺乏環(huán)境下軟骨細(xì)胞分化障礙可能與生長因子關(guān)系不十分密切，其與缺鋅本身造成的變化有關(guān)。 根據(jù)以上的研究結(jié)果，我們分析鋅缺乏環(huán)境導(dǎo)致骨骼損傷的原因可能是骺板軟骨細(xì)胞內(nèi)鋅穩(wěn)態(tài)受到破壞，影響鋅的正常代謝，影響軟骨細(xì)胞的正常的增殖分化，最終導(dǎo)致骨骼的發(fā)育障礙。 鋅離子在細(xì)胞

4、代謝過程中不斷消耗，必須不斷得到補(bǔ)充。同時，鋅離子不能自由通過細(xì)胞內(nèi)的膜結(jié)構(gòu)，必須通過特定的轉(zhuǎn)運蛋白和膜通道才可以在細(xì)胞內(nèi)正常代謝。近年來的研究表明，哺乳動物細(xì)胞內(nèi)有一類類似ATP酶的蛋白質(zhì)---鋅轉(zhuǎn)運蛋白家族(zinc ransporters，ZnTs)，可轉(zhuǎn)運鋅離子，并調(diào)節(jié)質(zhì)膜內(nèi)鋅離子濃度。鋅轉(zhuǎn)運蛋白為一組結(jié)構(gòu)和功能相近的蛋白質(zhì)，它們均具有六個跨膜區(qū)并且有一個區(qū)域含有豐富的組氨酸，此區(qū)域可能含有鋅離子的結(jié)合位點，必須與鋅離子結(jié)合才能

5、發(fā)揮作用。ZnTs的表達(dá)受到細(xì)胞外環(huán)境內(nèi)鋅離子水平的調(diào)控，鋅缺乏環(huán)境下ZnTs的表達(dá)下降，到目前為止，在這個鋅轉(zhuǎn)運蛋白家族中已有7個成員ZnTl～7被克隆出。ZnTl是ZnTs家族中最先被發(fā)現(xiàn)的鋅轉(zhuǎn)運體，分布在細(xì)胞膜，將鋅離子外排出細(xì)胞，對細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)起重要作用，在軟骨細(xì)胞也有表達(dá)。ZnT5和ZnT7與成骨細(xì)胞的分化有關(guān)系，可能分布在細(xì)胞內(nèi)的囊泡表面，與鋅離子的分布和聚集釋放密切相關(guān)。我們推測軟骨細(xì)胞分化過程中細(xì)胞周期的變化與ZnTs