CTGF在椎間盤退行性病變中的作用研究

宋永利264309山東省榮成市石島整骨醫(yī)院

CTGF在椎間盤退行性病變中的作用研究

宋永利
264309山東省榮成市石島整骨醫(yī)院

本文對(duì)椎間盤的生理特點(diǎn)、CTGF的研究進(jìn)展及CTGF在椎間盤退行性病變中的表達(dá)情況進(jìn)行闡述，表明CTGF在椎間盤退行性病變中具有重要的意義。

椎間盤退行性病變；CTGF；作用

椎間盤退行性疾病在全球范圍內(nèi)仍然是一個(gè)普遍的折磨人的疾病，對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響比較大，并且可導(dǎo)致生活質(zhì)量的下降。背部疼痛、神經(jīng)功能缺損與椎間盤退變相關(guān)。

椎間盤的生理特點(diǎn)

椎間盤為全身最大的無血管結(jié)構(gòu)，數(shù)量有限的血管滲透到關(guān)節(jié)軟骨終板的表面區(qū)域和外圍纖維環(huán)的外1/3處，但是沒有血管位于髓核細(xì)胞中。它必需的營養(yǎng)，包括氧氣和血糖，主要是通過擴(kuò)散方式到達(dá)髓核細(xì)胞，因此構(gòu)成了髓核細(xì)胞中的一個(gè)低氧狀態(tài)和環(huán)境。另外，在椎間盤退化過程中，這種低氧環(huán)境可以通過軟骨終板通透性的缺失得到加強(qiáng)。在許多疾病過程中，低氧為一個(gè)重要的細(xì)胞應(yīng)激，伴隨著明顯的病理學(xué)并發(fā)癥，例如腦缺血、癌癥和慢性變性疾病。HIF作為針對(duì)細(xì)胞低氧而產(chǎn)生起始協(xié)調(diào)性細(xì)胞級(jí)聯(lián)反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子，功能包括調(diào)節(jié)大量應(yīng)對(duì)低氧的生物酶[1]。

CTGF的研究進(jìn)展

結(jié)締組織生長因子（connective tissue growth factor，CTGF），為模塊母細(xì)胞蛋白質(zhì)的CCN家族（CCN1-6）的一員。現(xiàn)在研究對(duì)于CTGF體內(nèi)功能作用的分析集中于它在多發(fā)性纖維變性疾病中作為過量細(xì)胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）合成調(diào)節(jié)子的關(guān)鍵作用。然而CTGF和相關(guān)家族成員已經(jīng)在發(fā)育過程中廣泛表達(dá)，近來的研究利用新的基因模型來揭示在許多組織的生長過程中CTGF的實(shí)質(zhì)性角色。新的研究表明CTGF有實(shí)質(zhì)性功能在胚胎和出生后大量發(fā)育的上皮組織中。由于CTGF在細(xì)胞外基質(zhì)合成中的重要性，在椎間盤相關(guān)疾病的研究背景下，它是CCN蛋白家族中被研究最多的一個(gè)成員。母源性細(xì)胞蛋白質(zhì)與其他5個(gè)CCN蛋白家族成員相似，結(jié)構(gòu)含有高度保守模塊功能域，功能域中含有序列同源性的已知蛋白，CCN5除外，它僅缺少半胱氨酸功能域。CCN家族成員的區(qū)域結(jié)構(gòu)由以下幾部分組成：分泌信號(hào)肽（secretory signal peptide，SP）、胰島子樣生長因子結(jié)合蛋白（insulin-like growth factor binding protein，IGFBP），Von.Willebrand因子：血管性血友病因子C型重復(fù)序列（von Willebrand factor type C repeat，VWC）、Ⅰ型血小板反應(yīng)蛋白重復(fù)序列（thrombospondin type 1 repeat，TSP）和CT功能域（CT domain）。通過這些結(jié)構(gòu)域，CTGF可以充當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白或改性劑，與各種因子和細(xì)胞外蛋白質(zhì)相結(jié)合以及與細(xì)胞表面受體相互作用，從而影響許多生物學(xué)進(jìn)程。蛋白的許多功能具有組織特異性，它調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)合成并在血管生成、細(xì)胞遷移、細(xì)胞黏附和分化中起重要作用[2，3]。

CTGF在椎間盤退行性病變中的表達(dá)情況

CTGF在骨骼系統(tǒng)的退行性病變，如骨性關(guān)節(jié)炎（OA）和椎間盤退行性病變，及病理學(xué)條件下的背景下，例如組織纖維化，已被研究。在這些病理過程中，CTGF的表達(dá)水平升高，并且作用為組織特殊性。然而，CTGF是一個(gè)對(duì)于組織中的纖維化（例如皮膚、腎臟和肺）而言，眾所周知有能力的誘導(dǎo)因子，在退行性病變中所起到的作用不具有明顯的特征。雖然研究已經(jīng)表明，在骨性關(guān)節(jié)炎的軟骨細(xì)胞中，CTGF水平的穩(wěn)健增長，該蛋白質(zhì)在骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)展過程中所起到的作用至今未明，已經(jīng)猜測(cè)CTGF在骨性關(guān)節(jié)炎中可能具有積極性或負(fù)面性的作用[4]。在大鼠膝關(guān)節(jié)的滑膜內(nèi)層利用腺病毒致使CTGF過量的表達(dá)導(dǎo)致滑膜的短暫性但可逆性纖維化和軟骨蛋白聚糖類的耗盡，但沒有明顯的腐蝕。在一項(xiàng)獨(dú)立性研究中，Nishida向骨性關(guān)節(jié)炎的膝關(guān)節(jié)內(nèi)注射含有CTGF重組體的水凝膠，觀察到有以蛋白聚糖含量增加為特征的合成代謝反應(yīng)，可改善關(guān)節(jié)顯性。在這些研究中，CTGF對(duì)于軟骨效應(yīng)的不一致性可能歸因于正常膝關(guān)節(jié)與骨性關(guān)節(jié)炎膝關(guān)節(jié)相比較所表現(xiàn)的關(guān)節(jié)軟骨具體性有差別的微環(huán)境條件，對(duì)于CTGF在骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)程中的作用，CTGF剔除試驗(yàn)可以被要求進(jìn)行決定性的研究。對(duì)于CTGF來說，髓核細(xì)胞中的一個(gè)陽性調(diào)節(jié)子或許可以促進(jìn)在椎間盤退行性病變中所觀察到的CTGF水平的增加，因此有可能是退行性病變導(dǎo)致的微環(huán)境條件的改變能夠改變CTGF同其他蛋白質(zhì)的相互作用并影響細(xì)胞因子對(duì)于CTGF的反應(yīng)。對(duì)于具體性CTGF條件性剔除小鼠的髓核細(xì)胞在椎間盤退化性過程中并且在控制髓核細(xì)胞其他重要信息通路的活性方面的作用需要進(jìn)行研究。

[1]陳楠,趙青,王偉銘,等.轉(zhuǎn)化生長因子1對(duì)腎小管上皮細(xì)胞中結(jié)締組織生長因子基因啟動(dòng)子活性的影響[J].中華腎臟病雜志, 2005,21（8）：453-457.

[2]李進(jìn),楊述華,邵增務(wù).細(xì)胞因子與椎間盤退行性變的關(guān)系[J].中國臨床康復(fù),2003,14（7）：2079-2080.

[3]李佛寶,劉少喻,胡有谷,等.腰椎間盤中轉(zhuǎn)化生長因子的合成和基因表達(dá)[J].脊柱外科雜志,2004,2（2）：94-95.

[4]Park MS,Lee HM,Hahn SB,etal.The association of the activation-inducible tumor necrosis factor receptor and ligand with lumbar disc herniation[J].Yonsei Med J,2007,48：839-846.

Study on the role of CTGF in the degenerative disc disease

Song Yongli
Shidao Osteopathic HospitalofRongcheng City,Shandong Province264309

This article elaborates the physiological characteristics of the intervertebral disc,the research progress of CTGF and the expression of CTGF in the degenerative disc disease.It shows that CTGF has a great significance in the degenerative disc disease.

Degenerative disc disease；CTGF；Role

10.3969/j.issn.1007-614x.2015.34.6