TGIF與椎間盤退變關(guān)系

李國棟，卓斯敏

（1.梧州市紅十字會醫(yī)院骨一科，廣西 梧州 543000；2.梧州職業(yè)學(xué)院，廣西 梧州 543002）

椎間盤退變是中老年人面臨的一種常見疾病，由于退變導(dǎo)致椎間盤突出和不穩(wěn)定等病癥出現(xiàn)，這也是現(xiàn)在腰腿疼病癥出現(xiàn)的主要原因之一，經(jīng)過多年研究發(fā)病的機(jī)制還沒有明確。大部分學(xué)者都認(rèn)為椎間盤退變不是一個(gè)簡單的因素，而是由多種因素共同產(chǎn)生，對于患者的椎間盤結(jié)構(gòu)造成損害。也有部分學(xué)者認(rèn)為發(fā)病的原因是由于遺產(chǎn)因素或者細(xì)胞老化等情況觸發(fā)的。

椎間盤是人體的重要組成部分，主要位于兩個(gè)相鄰的椎體中間，在人體中發(fā)揮重要作用。正常的情況下能夠椎間盤的組織都由軟骨終板等結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)都可以發(fā)揮重要作用。椎間盤組織中的髓核主要分布在中間的位置，在其外部也是由纖維環(huán)包裹。而椎間盤中的軟骨板是和患者的髓體連接在一起，起到穩(wěn)定椎間盤的作用。在正常人體中這些組織的份額都是大致穩(wěn)定的狀態(tài)，如果患者椎間盤出現(xiàn)了病變，這個(gè)時(shí)候其中的份額就會有一定的變化，例如患者的髓核細(xì)胞數(shù)量會有下降的態(tài)勢，而且這些細(xì)胞的功能也會逐漸退化，最終導(dǎo)致人體椎間盤的生物力學(xué)功能消退。除此之外也有研究表明，在人體椎間盤細(xì)胞發(fā)生異常和不穩(wěn)定的時(shí)候，許多炎癥因子也都出現(xiàn)了。

針對椎間盤退變性疾病治療措施，主要包括了保守治療和手術(shù)治療等多種方式。保守治療主要是利用常規(guī)的理療手段，這種手段能夠緩解患者的癥狀；手術(shù)質(zhì)量主要是采用摘除或者融合的方式。這些手段能夠大大改善患者的癥狀，但是很難幫助患者修復(fù)受損的組織結(jié)構(gòu)，經(jīng)過長時(shí)間的治療無法取得患者滿意。經(jīng)過多年的發(fā)展，尤其是分子生物學(xué)研究的進(jìn)一步深入，可以借助TGF-β分子來對椎間盤進(jìn)行輔助治療。通過這一系列的措施，有可能幫助患者延緩癥狀，也有治愈的可能。

1 TGF-β的發(fā)現(xiàn)及其傳導(dǎo)通路

在椎間盤組織中均有TGF-β出現(xiàn)，這種因子能夠發(fā)揮很大的作用，主要是提示人體椎間盤細(xì)胞可以產(chǎn)生或者表達(dá)出生長因子，而且這些生長因子也有很多種，都可以通過人體內(nèi)的某些機(jī)制進(jìn)行操作和運(yùn)行，主要是作用到人體內(nèi)部的椎間盤細(xì)胞中，使得整個(gè)人體組織的椎間盤細(xì)胞處于一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)。此外國內(nèi)外都有報(bào)道，TGF-β分子可以借助人體內(nèi)部的MEK/ERK通道控制整個(gè)椎間盤細(xì)胞的增殖操作，從而可以影響人體內(nèi)部的椎間盤的衰退。

TGF-β分子也是近年來經(jīng)過研究被確定和椎間盤退化有密切關(guān)系，特別是在人體椎間盤的恢復(fù)過程中有重要作用。通過TGF-β分子能夠幫助人體進(jìn)行組織的恢復(fù)，這種因子是在癌細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)的，在我們?nèi)梭w當(dāng)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了諸多這樣的因子，此外這種因子屬于一種信號，可以促進(jìn)人體進(jìn)行細(xì)胞的調(diào)節(jié)和分化等操作。TGF-β系列信號包含了活化分子、抑制素分子、生長分化因子等。而這一類分子間的信號傳遞主要是通過I型受體和II型受體進(jìn)行傳導(dǎo)操作的。

盡管現(xiàn)有的TGF-β這一類的分子有很多，而且受體有限，經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)目前受體不超過十二種。TGF-β分子是在人體中發(fā)現(xiàn)的，能夠幫助人體內(nèi)部組織細(xì)胞執(zhí)行磷酸化的操作，在操作完成以后可以和受體進(jìn)行結(jié)合，從而利用Smad通路啟動(dòng)信號的傳導(dǎo)，在這些結(jié)構(gòu)中，包含了多種傳導(dǎo)因子，其中的Smad2和Smad3屬于細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)分析；而Smad1、Smad5、Smad8屬于BMP細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)分子。這樣就可以通過多種通路進(jìn)行一系列的信號傳導(dǎo)操作，使得人體內(nèi)部的TGF-β進(jìn)行處理。

2 TGF-β對椎間盤退變有保護(hù)作用

國內(nèi)外學(xué)者對這個(gè)問題進(jìn)行了諸多的研究，而且發(fā)現(xiàn)該系列中的因子對于椎間盤退變有一定的關(guān)系，例如TGF-β、BMP-2、BMP-7等，這些因子都參與到了椎間盤穩(wěn)定的過程中。尤其是TGF-β在人體當(dāng)中能夠促進(jìn)椎間盤細(xì)胞的增殖，進(jìn)而影響到了人體椎間盤的進(jìn)一步退變。

2.1 促進(jìn)椎間盤細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞護(hù)理

TGF-β在人體當(dāng)中能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖，而椎間盤細(xì)胞的數(shù)量和活性對于人體來說是非常重要的。尤其是人體內(nèi)部組織細(xì)胞出現(xiàn)了異常以后，這個(gè)時(shí)候細(xì)胞會進(jìn)行恢復(fù)操作，主要的原因是人體進(jìn)行了自我修復(fù)。隨著病情的發(fā)展，椎間盤退變較重的患者，椎間盤細(xì)胞數(shù)量大大減少。本文針對TGF-β進(jìn)行了詳細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)該分子對于體外培養(yǎng)的髓核細(xì)胞增殖有一定的依賴性，國外很多學(xué)者都驗(yàn)證了這一個(gè)結(jié)論：當(dāng)這種分子濃度在0.1 ng.ml-1時(shí)，髓核細(xì)胞的增殖沒有任何影響，當(dāng)濃度升高的時(shí)候，這種分子對細(xì)胞的增殖有很大的幫助。針對TGF-β分析促進(jìn)細(xì)胞增殖的機(jī)制，國外學(xué)者Sakai等人發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)過程中分子能夠發(fā)揮出重要的作用，促使人體組織細(xì)胞進(jìn)行恢復(fù)操作。國外學(xué)者Junger等人都認(rèn)為，如果對人體的椎間盤進(jìn)行手術(shù)操作，切除病患，導(dǎo)致正常的椎間盤細(xì)胞死亡。促使代謝的進(jìn)一步加快。椎間盤切除以后存在退變的可能，這個(gè)時(shí)候注射TGF-β分子，可以維護(hù)整個(gè)椎間盤細(xì)胞護(hù)理，保護(hù)人體的椎間盤組織。

2.2 提高細(xì)胞外基質(zhì)的合成

在人體內(nèi)部的椎間盤組織中，由多種細(xì)胞和結(jié)構(gòu)組成。而且每種結(jié)構(gòu)對于椎間盤都有一定的保護(hù)作用，對于椎間盤細(xì)胞有較好保護(hù)作用。細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白聚糖在人體中發(fā)揮重要的作用，可以維持椎間盤正常的結(jié)構(gòu)、代謝等生理功能；除此之外椎間盤細(xì)胞中的基質(zhì)能夠使得髓核細(xì)胞得到激化和促進(jìn)，進(jìn)而承受住外部的壓力。在人體正常的椎間盤細(xì)胞中，合成和分解都是非常復(fù)雜的，特別是細(xì)胞外的基質(zhì)合成和降解都能可以使得人體內(nèi)部處于穩(wěn)定的狀態(tài)，但是這種穩(wěn)定被打破以后，人體內(nèi)部椎間盤各項(xiàng)指標(biāo)都會發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致異常出現(xiàn)。根據(jù)近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在人體內(nèi)部培養(yǎng)的髓核細(xì)胞加入了TGF-β分子，那么這個(gè)時(shí)候就可以使得II型膠原等基質(zhì)含量逐步上升，尤其是在近年來許多學(xué)者都對TGF-β分子促進(jìn)椎間盤細(xì)胞的變化提供了幫助。

在人體當(dāng)中，TGF-β能夠通過提高蛋白聚糖的表達(dá)，然后使得細(xì)胞的活力大大提高。國外研究人員Song等人通過已有的腺病毒建設(shè)了一個(gè)完整的系統(tǒng)，然后借助髓核細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，這樣細(xì)胞的改善會有一定的提高，這樣的操作增加了II型膠原。BMPs在整個(gè)過程中能夠起到一定的作用，具有強(qiáng)烈的刺激椎間盤細(xì)胞合成細(xì)胞外基質(zhì)。

近年來部分學(xué)者也都發(fā)現(xiàn)，通過多種因子的使用，能夠大大提高細(xì)胞外基質(zhì)的合成，這對于椎間盤退變的治療有一定的協(xié)同作用。

2.3 對基質(zhì)降解酶有一定的作用

在人體椎間盤的組織細(xì)胞中，基質(zhì)也有很大的作用，尤其是在基質(zhì)當(dāng)中具有蛋白聚糖酶，這種物質(zhì)能夠降解蛋白聚糖，國內(nèi)外的諸多報(bào)道都表明蛋白聚糖酶具有很大的作用。如果在人體內(nèi)部這種物質(zhì)出現(xiàn)了降低的情況，那么整個(gè)膠原纖維就會受到一定的損壞和破壞，直接會導(dǎo)致人體椎間盤膠原的分解。除此之外在人體內(nèi)部中的TIMP分子表達(dá)也會越來越多，這種含量的增多會抑制酶的活性，大大延緩了椎間盤的退變，其中的TIMP-3作為兩種降解酶的抑制劑，在退變的時(shí)候表達(dá)減少。TGF-β可以利用多種因子來影響椎間盤的退變，許多研究人員都通過體外培養(yǎng)髓核細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，而且這些因子都能夠參與到細(xì)胞外基質(zhì)的合成和處理過程中，當(dāng)這個(gè)數(shù)值濃度在1 ng.ml-1時(shí)可以降低數(shù)值的表達(dá)。

3 TGF-β在椎間盤退變中的作用

許多學(xué)者都研究了TGF-β因子，在一定的情況下這種因子可以促使椎間盤的退變，尤其是在人體內(nèi)部椎間盤屬于重要的組織，但是由于沒有血管，其營養(yǎng)成分需要軟骨板進(jìn)行擴(kuò)散，特別是當(dāng)人體年齡增長以后，在人體軟骨板中的血管也逐漸減少，進(jìn)而出現(xiàn)鈣化等情況，使得椎間盤的營養(yǎng)會大大降低。特別是當(dāng)患者病情加重的時(shí)候，這個(gè)因子對于人體內(nèi)部髓核細(xì)胞的活性也很大的刺激，對于患者的病情也有很大的影響。當(dāng)患者病情發(fā)展的時(shí)候，細(xì)胞內(nèi)部的這種因子也是會大大降低。已有國內(nèi)外文獻(xiàn)都有介紹，高濃度環(huán)境下的TGF-β因子會降低人體椎間盤組織細(xì)胞的退變，也就是在一定的范圍內(nèi)這種物質(zhì)對于人體椎間盤的修復(fù)有促進(jìn)作用，超過這個(gè)范圍會有擬制作用。

4 總結(jié)與展望

人體的椎間盤組織細(xì)胞是重要組成部分，當(dāng)人體內(nèi)部組織出現(xiàn)病變以后，會導(dǎo)致患者出現(xiàn)病癥，影響患者的生活。目前采用的保守治療方式，無法徹底治療患者的病癥，TGF-β用來治療這種疾病有很好的發(fā)展前景，盡管現(xiàn)在已經(jīng)比較好的效果，但是未來還是有很多阻礙。本文的研究主要處于體外或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，未來還需要進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)TGF-β在人體中的作用機(jī)制。