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(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，椎間盤退變成為臨床治療和研究探索的焦點(diǎn)。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(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、退變過程中的變化規(guī)律及可能機(jī)制對深入研究椎間盤退變的發(fā)生機(jī)理和制定防治椎間盤退變性疾病的策略至關(guān)重要。 既往的研究表明，出生后人類椎間盤的髓核組織經(jīng)歷了一種隨時間而發(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。隨著年齡的增長在脊索細(xì)胞數(shù)量逐漸減少的同時，髓核中出現(xiàn)軟骨樣細(xì)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(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)胞的來源既有由脊索細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來的內(nèi)源性學(xué)說，也有來自髓核以外組織的外源性學(xué)說，然而對成年髓核中軟骨樣細(xì)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(shè)正常對照組，研究髓核形態(tài)轉(zhuǎn)化過程中軟骨樣細(xì)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(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退變的模型不損傷靶器官正常的解剖生理結(jié)構(gòu)，簡單易行，成功率高，重復(fù)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(jī)理及防治措施提供了可靠的實(shí)驗(yàn)載體。 2.在大鼠頸椎間盤老化和退變過程中，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脊索

5、性髓核向纖維軟骨性髓核轉(zhuǎn)化的過程明顯縮短，這一過程既是椎間盤為適應(yīng)不斷變化的應(yīng)力狀態(tài)而發(fā)生的自然環(huán)節(jié)，也是椎間盤退變的啟動環(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度喪失粘彈性液體特性對預(yù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化和終板軟骨細(xì)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(xì)胞向髓核遷移有關(guān)，由CD44、ADAM10及ADAM17介導(dǎo)的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制可能在終板軟骨細(xì)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(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)測在自然增齡及頸椎間盤退變過程中，生物力學(xué)因素將在啟動終板軟骨細(xì)胞向髓核遷移的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)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(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)胞外的級聯(lián)信號通路，啟動了軟骨細(xì)胞向髓核的遷移過程。在終板軟骨細(xì)胞遷移的過程中除了細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞之間的相互作用，細(xì)胞間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程可能也參與了這一過程。對這一過程所涉及的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的深入探討將為椎間盤退變機(jī)理的研究開辟一個