鋅缺乏導致小鼠骨骼發(fā)育障礙與鋅轉運蛋白異常.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識。正常的鋅營養(yǎng)可以促進兒童的健康發(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。骺板軟骨細胞畸形，骺板增殖帶和肥大帶的軟骨細胞數(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胞增殖分化，很可能是造成軟骨內(nèi)成骨障礙而導致骨骼的發(fā)育遲緩的主要原因。 Litchfield在無血清骺板軟骨細胞培養(yǎng)基中添加適量的鋅，可促進軟骨細胞蛋白質含量和Ⅱ型膠原的分泌，說明適當濃度的鋅促進軟骨細胞的增殖分裂，如從培養(yǎng)基中用鋅離子螯合劑TPEN除掉鋅，軟骨細胞內(nèi)蛋白質含量和Ⅱ型膠原減少。這一結果證實鋅是促進軟骨細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，對骺板軟骨細胞在

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

4、代謝過程中不斷消耗，必須不斷得到補充。同時，鋅離子不能自由通過細胞內(nèi)的膜結構，必須通過特定的轉運蛋白和膜通道才可以在細胞內(nèi)正常代謝。近年來的研究表明，哺乳動物細胞內(nèi)有一類類似ATP酶的蛋白質---鋅轉運蛋白家族(zinc ransporters，ZnTs)，可轉運鋅離子，并調(diào)節(jié)質膜內(nèi)鋅離子濃度。鋅轉運蛋白為一組結構和功能相近的蛋白質，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合位點，必須與鋅離子結合才能

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