大鼠終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的規(guī)律及其機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：人體的椎間盤(pán)是肌肉骨骼系統(tǒng)中最易隨年齡而發(fā)生退化的組織器官，椎間盤(pán)退變是引發(fā)下腰痛及頸椎病的常見(jiàn)原因，與其有關(guān)的生物力學(xué)和生物學(xué)變化在許多脊柱疾病中有病因?qū)W意義，因此，椎間盤(pán)退變成為臨床治療和研究探索的焦點(diǎn)。雖然椎間盤(pán)退變的病因及病理變化還有許多未明了之處，有證據(jù)表明間盤(pán)退變可能起源于細(xì)胞的功能失調(diào)。髓核中的細(xì)胞生成了蛋白多糖、Ⅱ型膠原等細(xì)胞外基質(zhì)成分，細(xì)胞外基質(zhì)又決定了椎間盤(pán)的生理和生物力學(xué)功能，因此明確髓核中的細(xì)胞在自然增齡及

2、退變過(guò)程中的變化規(guī)律及可能機(jī)制對(duì)深入研究椎間盤(pán)退變的發(fā)生機(jī)理和制定防治椎間盤(pán)退變性疾病的策略至關(guān)重要。 既往的研究表明，出生后人類椎間盤(pán)的髓核組織經(jīng)歷了一種隨時(shí)間而發(fā)生的慢性轉(zhuǎn)化，新生兒期的髓核是由一種富含空泡的柔軟凝膠狀基質(zhì)包繞多核索狀物和脊索細(xì)胞簇而成。隨著年齡的增長(zhǎng)在脊索細(xì)胞數(shù)量逐漸減少的同時(shí)，髓核中出現(xiàn)軟骨樣細(xì)胞，并出現(xiàn)越來(lái)越多的膠原纖維，脊索性髓核逐漸被包含軟骨樣細(xì)胞的纖維軟骨性髓核所取代。在這種髓核形態(tài)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，

3、軟骨樣細(xì)胞發(fā)揮了核心性的作用并最終成為成熟或成年髓核的主要細(xì)胞類型。髓核中軟骨樣細(xì)胞的來(lái)源既有由脊索細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來(lái)的內(nèi)源性學(xué)說(shuō)，也有來(lái)自髓核以外組織的外源性學(xué)說(shuō)，然而對(duì)成年髓核中軟骨樣細(xì)胞的起源仍存在爭(zhēng)議。 本研究制備符合人類疾病狀態(tài)的雙后肢大鼠增齡頸椎間盤(pán)退變模型，并設(shè)正常對(duì)照組，研究髓核形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程中軟骨樣細(xì)胞的來(lái)源，并通過(guò)測(cè)量透明質(zhì)酸含量及三種生物大分子(CD44、ADAM10、ADAM17)表達(dá)的變化規(guī)律，探討終板軟骨細(xì)胞

4、向髓核遷移的可能機(jī)制。 結(jié)論: 1.采用截肢手術(shù)建立雙后肢大鼠頸椎間盤(pán)退變的模型不損傷靶器官正常的解剖生理結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單易行，成功率高，重復(fù)性好，其椎間盤(pán)退變的病因和發(fā)展規(guī)律與人類頸椎間盤(pán)退變相似，為更深入地研究頸椎間盤(pán)退變的發(fā)病機(jī)理及防治措施提供了可靠的實(shí)驗(yàn)載體。 2.在大鼠頸椎間盤(pán)老化和退變過(guò)程中，終板的軟骨細(xì)胞向髓核遷移，形成并向心性的沉積膠原纖維，脊索細(xì)胞退變消失最終完全被軟骨細(xì)胞取代；雙后足大鼠頸椎間盤(pán)脊索

5、性髓核向纖維軟骨性髓核轉(zhuǎn)化的過(guò)程明顯縮短，這一過(guò)程既是椎間盤(pán)為適應(yīng)不斷變化的應(yīng)力狀態(tài)而發(fā)生的自然環(huán)節(jié)，也是椎間盤(pán)退變的啟動(dòng)環(huán)節(jié)。明確終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的可能機(jī)制，使髓核組織既保持一定的固體彈性抗拉伸特性又不過(guò)度喪失粘彈性液體特性對(duì)預(yù)防和治療椎間盤(pán)退變性疾病具有重要的意義。 3.透明質(zhì)酸含量的變化與髓核形態(tài)轉(zhuǎn)化及頸椎間盤(pán)退變具有某種內(nèi)在的聯(lián)系，在大鼠頸椎間盤(pán)髓核形態(tài)轉(zhuǎn)化和終板軟骨細(xì)胞遷移的過(guò)程中HA發(fā)揮了某種重要的生理作用。C

6、D44、ADAM10及ADAM17與終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移有關(guān)，由CD44、ADAM10及ADAM17介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制可能在終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。 4.大鼠自然增齡及頸椎間盤(pán)退變過(guò)程中椎間盤(pán)CD44、ADAM10及ADAM17的表達(dá)均與透明質(zhì)酸(HA)的含量變化呈明顯負(fù)相關(guān)性，表明椎間盤(pán)內(nèi)HA含量的變化可能與終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制有關(guān)。由于出生后髓核形態(tài)的轉(zhuǎn)化是椎間盤(pán)所承受生物力學(xué)狀

7、態(tài)變化的必然結(jié)果，因而可以預(yù)測(cè)在自然增齡及頸椎間盤(pán)退變過(guò)程中，生物力學(xué)因素將在啟動(dòng)終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮重要作用，處于軟骨終板與髓核交界處的軟骨細(xì)胞受細(xì)胞外基質(zhì)傳遞的應(yīng)力刺激激活細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外的級(jí)聯(lián)信號(hào)通路，啟動(dòng)了軟骨細(xì)胞向髓核的遷移過(guò)程。在終板軟骨細(xì)胞遷移的過(guò)程中除了細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞之間的相互作用，細(xì)胞間的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程可能也參與了這一過(guò)程。對(duì)這一過(guò)程所涉及的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的深入探討將為椎間盤(pán)退變機(jī)理的研究開(kāi)辟一個(gè)