细胞凋亡与软骨终板钙化的关系

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1、万方数据细胞凋亡与软骨终板钙化的关系彭红心徐宏光摘要软骨终板钙化是一自然退变过程，异常应力、营养通道障碍、炎性细胞因子和细胞凋亡等因素均可加速其钙化，其中细胞凋亡起着主要作用。近年研究证实，细胞凋亡过程实际上是半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(caspase)不可逆性有限水解底物的级联放大反应过程。软骨终板细胞主要经一氧化氮途径和Fas途径诱导细胞凋亡，导致软骨终板营养通道障碍、细胞外基质合成减少和细胞密度降低。并形成恶性循环，加重软骨终板钙化。导致软骨终板细胞凋亡的具体信号转导通路和相关基因。尚待进一步研究。该文就

2、细胞凋亡与软骨终板钙化关系研究进展作一综述。关键词细胞凋亡}软骨终板钙化；凋亡途径D叫：10．3969／j．issrL1673-7083．2010．05．014大量研究表明，椎间盘营养主要来自于软骨终板途径，软骨终板钙化引起椎间盘营养供应减少是椎间盘退变的始动因素Ⅲ。软骨终板钙化机制尚不明确，细胞凋亡是目前研究的热点。l软骨终板与软骨终板钙化软骨终板是位于椎间盘与椎体间的薄层透明软骨，在髓核营养交换和椎间盘应力缓冲保护，以及维持椎体正常形态等方面均起着重要作用[2]。软骨终板是典型的透明软骨，由软骨细胞和细胞基质

3、构成，基质主要由蛋白多糖(PG)和Ⅱ型胶原组成，基质分解代谢和合成代谢的平衡对于其生物学功能至关重要。PG是维持椎间盘正常结构、代谢和生物力学性能的生化基础。软骨终板PG还能调节基质大分子间的有效孑L径，控制带电溶质在椎间盘中的分布和转运，对保持椎间盘组织与外界环境间的物质交换及防止终板自身钙化具有重要作用。基质中含有较多硫酸软骨素，嗜碱性较强，HE染色标本呈蓝色[2’3]。软骨终板结构使软骨既具有一定的弹性，又保证营养物质可随组织液渗透过基质，为软骨细胞提供营养并带走代谢产物。软骨终板钙化是一自然退变过程，软骨

4、终板的形态及生化组成在增龄及退变过程中均发生改变。在形态学方面，终板退变后表现为软骨钙化和骨化、裂变和缺失，中央凹陷逐渐增加；在生物化学组成方面，PG和Ⅱ型胶原合成减少，代谢产物滞积并纤维化，X型胶原逐渐增多，X型胶原可能是软骨细胞肥大和钙化的标志[2]。软骨终板钙化机制目前尚未明确。研究h60表明，软骨终板退变及终板异常钙化与细胞基质合成减少，细胞凋亡，软骨终板内血管形态和血流量，增龄和异常应力或软骨终板损伤，以及炎性细胞因子如白细胞介素(IL)-I、IL-6、肿瘤坏死基金项目：国家tl然科学基金(309730

5、25)、安徽省教育厅自然科学研究基金莺点项目(K12010A320)作者单位：241001安徽芜湖，皖南医学院附属弋矶山医院骨二科通信作者：徐宏光Email：xuhg@medmaikcom．∞·299·因子(TNF)等，一氧化氮(NO)和基质金属蛋白酶(№伊)等密切相关，软骨终板退变是上述多种因素共同作用的结果，细胞凋亡在软骨终板钙化机制中起着重要作用。多数学者认为，细胞凋亡是软骨钙化的先兆，但也有学者认为细胞凋亡不是软骨钙化的先决条件口]。2细胞凋亡生物学特征和机制细胞凋亡是生命的基本现象，是维持体内细胞数量动

6、态平衡的基本措施。是受到严格调控的细胞死亡方式，与机体发育、组织自稳定、肿瘤、自身免疫性疾病和退行性疾病的发生密切相关，是当前生命科学研究最热门的领域之一。凋亡早期可见细胞体积变小，细胞质浓缩，细胞核内染色质高度盘绕，出现许多称为气穴现象(cavitation)的空泡结构；凋亡中期细胞核染色质高度凝聚、边缘化；凋亡晚期细胞核裂解为碎块，产生凋亡小体。不适当的细胞凋亡(过少或过多)能引起退行性疾病、肿瘤等多种疾病[7,83。尽管细胞凋亡过程的详细机制目前尚不完全清楚，但是已明确的凋亡途径主要有半胱氨酸天冬氨酸特异性

7、蛋白酶(caspase)途径、NO途径和Fas途径。2．1caspase途径细胞凋亡的主要途径是caspase途径[9]。caspase家族在介导细胞凋亡过程中起着非常重要的作用，其中caspase-3为关键的执行分子，它在许多凋亡信号转导途径中发挥功能，对特定蛋白底物进行水解，导致细胞死亡。正常caspase-3以酶原(相对分子质量为32000)形式存在于胞质中，在凋亡早期阶段被激活，活化的caspase-3由2个大亚基(相对分子质量17O【)(J)和2个小亚基(相对分子质量12()()())组成，裂解相应的胞

8、质胞核底物，最终导致细胞凋亡。但在细胞凋亡晚期和死亡细胞中，caspase-3活性明显下降。细胞凋亡过程实际上是caspase不可逆性有限水解底物的级联放大反Z过程阻10]。Thoma$等[11]研究认为，软骨细胞凋亡引起细胞基质合成减少过程中caspase-3表达明显增强。因此，学者们致力于研发万方数据·300·caspase-3抑制剂，以对抗细胞凋亡。应用小分子干扰R