大鼠終板軟骨細胞向髓核遷移的規(guī)律及其機制的實驗研究.pdf

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

2、退變過程中的變化規(guī)律及可能機制對深入研究椎間盤退變的發(fā)生機理和制定防治椎間盤退變性疾病的策略至關重要。 既往的研究表明，出生后人類椎間盤的髓核組織經(jīng)歷了一種隨時間而發(fā)生的慢性轉化，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胞簇而成。隨著年齡的增長在脊索細胞數(shù)量逐漸減少的同時，髓核中出現(xiàn)軟骨樣細胞，并出現(xiàn)越來越多的膠原纖維，脊索性髓核逐漸被包含軟骨樣細胞的纖維軟骨性髓核所取代。在這種髓核形態(tài)的轉化過程中，

3、軟骨樣細胞發(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胞類型。髓核中軟骨樣細胞的來源既有由脊索細胞轉化而來的內(nèi)源性學說，也有來自髓核以外組織的外源性學說，然而對成年髓核中軟骨樣細胞的起源仍存在爭議。 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退變模型，并設正常對照組，研究髓核形態(tài)轉化過程中軟骨樣細胞的來源，并通過測量透明質(zhì)酸含量及三種生物大分子(CD44、ADAM10、ADAM17)表達的變化規(guī)律，探討終板軟骨細胞

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

5、性髓核向纖維軟骨性髓核轉化的過程明顯縮短，這一過程既是椎間盤為適應不斷變化的應力狀態(tài)而發(fā)生的自然環(huán)節(jié)，也是椎間盤退變的啟動環(huán)節(jié)。明確終板軟骨細胞向髓核遷移的可能機制，使髓核組織既保持一定的固體彈性抗拉伸特性又不過度喪失粘彈性液體特性對預防和治療椎間盤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)轉化及頸椎間盤退變具有某種內(nèi)在的聯(lián)系，在大鼠頸椎間盤髓核形態(tài)轉化和終板軟骨細胞遷移的過程中HA發(fā)揮了某種重要的生理作用。C

6、D44、ADAM10及ADAM17與終板軟骨細胞向髓核遷移有關，由CD44、ADAM10及ADAM17介導的細胞信號轉導機制可能在終板軟骨細胞向髓核遷移的過程中發(fā)揮重要作用。 4.大鼠自然增齡及頸椎間盤退變過程中椎間盤CD44、ADAM10及ADAM17的表達均與透明質(zhì)酸(HA)的含量變化呈明顯負相關性，表明椎間盤內(nèi)HA含量的變化可能與終板軟骨細胞向髓核遷移的細胞信號轉導機制有關。由于出生后髓核形態(tài)的轉化是椎間盤所承受生物力學狀

7、態(tài)變化的必然結果，因而可以預測在自然增齡及頸椎間盤退變過程中，生物力學因素將在啟動終板軟骨細胞向髓核遷移的細胞信號轉導過程中發(fā)揮重要作用，處于軟骨終板與髓核交界處的軟骨細胞受細胞外基質(zhì)傳遞的應力刺激激活細胞內(nèi)與細胞外的級聯(lián)信號通路，啟動了軟骨細胞向髓核的遷移過程。在終板軟骨細胞遷移的過程中除了細胞外基質(zhì)與細胞之間的相互作用，細胞間的信號轉導過程可能也參與了這一過程。對這一過程所涉及的信號轉導通路的深入探討將為椎間盤退變機理的研究開辟一個