椎间盘细胞凋亡的预防和治疗

1．祖国医学　现代研究发现，中药、按摩、推拿、针灸等在防治椎间盘退变及损伤方面有其独特作用。大量事实证明按摩、推拿、针灸可明显改善椎间盘局部血液循环，优化细胞微环境，促进细胞代谢，从而减轻或遏制细胞凋亡的发生。按摩可以解除腰臀部肌肉痉挛，加强腰部的血液循环，消除局部水肿，从而降低椎间盘内压力，有利于损伤的神经根恢复功能。同时，如配合适当的功能锻炼，对于防治与椎间盘有关的疾病会带来意想不到的疗效。

许多中药具有活血化瘀、益气通络的作用，此类中药均可改善微循环，促进细胞代谢，可以根据情况选用。研究证实，益气化瘀方可以增加椎间盘营养供应，抑制退变椎间盘中炎症介质，上调细胞对Ⅱ型胶原的表达，对椎间盘中生长因子具有调控作用。沈霖等通过维甲酸诱导兔纤维环细胞发生凋亡，用中药丹参注射液能降低维甲酸诱导的纤维环细胞凋亡。孙鹏等在细胞学水平上研究发现，益气化瘀方、益气方和化瘀方对凋亡软骨细胞的Bax和Caspase－8呈明显的下调作用，而对Bcl－2呈明显的上调作用，认为益气化瘀方对抑制椎间盘的退变作用，可能是通过对椎间盘软骨细胞凋亡的调控实现的。周泉等研究发现益气化瘀方可以调控凋亡相关因子，如Bcl－2、Bax及Caspase－8等，从而降低纤维环细胞的凋亡指数，其机制可能是通过对纤维环细胞的生长分化和凋亡因子的调控产生的。

2．细胞因子　现已证实，细胞的凋亡能被外源的或周围环境刺激的变化所启动，大量的研究也表明，利用某些生长因子可抑制细胞凋亡，甚至可通过基因治疗来调节细胞凋亡。它们以自分泌、旁分泌和内分泌的方式作用于靶器官的细胞，启动有丝分裂活性蛋白激酶和磷脂酰肌醇两条细胞内信号传通路，发挥抑制细胞凋亡和促进细胞增殖的作用。已知大部分生长因子能延缓和逆转椎间盘细胞凋亡，因此，是预防和治疗椎间盘退变潜力最大的一类蛋白质。Lima等发现50ng/ml IGF－1能抑制机械力诱导椎间盘的软骨细胞凋亡。Masuda等以盐水作对照，将BMP－7注射到培养的椎间盘中，2周后注射组的纤维环和髓核中蛋白多糖含量明显高于盐水对照组，甚至可以恢复到非损伤组水平，表明生长因子具有促进椎间盘蛋白多糖合成和延缓退变的作用。bFGF可促进体外培养的软骨细胞增生，并可促进体外的髓核细胞增生和基质合成。已有研究证实IGF－1能促进细胞外基质代谢，特别是蛋白多糖的合成，能促进各种细胞尤其是软骨细胞分化，Ⅱ型胶原含量增加，从而维持软骨细胞的表型及功能。

随着分子生物学技术的发展，基因转移技术不断完善，基因治疗已成为可能。刘一等用脂质体转染法将含有hIGF－1cDNA的真核表达载体转染兔关节软骨细胞并获得稳定表达。Fas/FasL主要参与凋亡信号转导，许多学者正在探索采用调控Fas/FasL的方法预防或治疗与Fas相关的疾病。Survivin是迄今为止发现的功能最强的凋亡抑制因子，它通过两种途径抑制细胞凋亡，一是直接抑制凋亡蛋白酶的活性，二是阻断凋亡信号的转导。Bcl－2是调节细胞凋亡的一个重要基因，对细胞凋亡和坏死均有抑制作用。因此，如何发挥凋亡抑制因子的促进细胞增殖作用，是今后利用生物制剂治疗和预防椎间盘退变及其相关疾病的研究方向之一。

（高慧英　王洪海）

参考文献

1　刘　斌，高英茂主编．人体胚胎学，北京：人民卫生出版社，1996：64－382

2　钟世镇主编．临床应用解剖学，北京：人民军医出版社，1998：270－290

3　胡有谷主编．腰椎间盘突出症，北京：人民卫生出版社，1995：64－382

4　成令忠，钟翠平，蔡文琴主编．现代组织学．上海．上海科学技术出版社，2003：198－273

5　郭世绂．临床骨科解剖学，天津：天津科学技术出版社，1989：185－197

6　吴靖平，陈统一，陈中伟，等．增龄和应力对大鼠髓核退变影响的超微结构观察．上海实验动物科学，2003；23（4）：197

7　陈振斌，叶君键，谢其扬，等．腰椎间盘突出症髓核组织的超微病理观察．电子显微学报，2002；21（4）：264

8　张荣峰，张超，综述，阮狄克审校．椎间盘细胞的细胞学特性与表型表达研究进展．中国矫形外科杂志，2005；13（19）：1502

9　西永明，胡有谷，吕振华，等．腰椎间盘内Ⅸ型胶原基因表达的观察．中华外科杂志，2002；40 （9）：664

10　王卫明，金大地，瞿东滨．大鼠颈椎间盘老化及退变过程中髓核形态变化规律的实验研究．中国临床解剖学杂志，2005；23（4）：413

11　龙厚清，李佛宝，刘少喻，等．腰椎间盘中转化生长因子β1的合成和基因表达．脊柱外科杂志，2004；2（2）：94

12　刘伟聪，董　祈，徐　杰，等．脊柱颈段的年龄变化及其临床意义．解剖学研究，2004；26（2）：135

13　张宏军，范顺武，赵凤东．椎间盘营养及其影响因素．国外医学骨科学分册，2005；2（6）：341－345

14　何娟娟，王维华，吴毅文，等．颈部脊柱部分结构的神经分布．中国临床解剖学杂志，1989；7（1）：3

15　张世民，蒋位庄，张丰田，等．综述．腰椎间盘神经支配的临床解剖学研究．中国骨伤，1996；9 （5）：60

16　彭宝淦，侯树勋．交感神经在腰椎间盘的分布和盘源性下腰痛的神经传导通路．颈腰痛杂志，2001；22（3）：247

17　崔全起，姜　宏，施　杞．病变椎间盘中神经的长入与慢性腰痛，颈腰痛杂志，1999；（2）：156

18　潘永雄，综述．细胞凋亡与椎间盘退行性变的分子生物学特点，中国临床康复，2006；10（40）：121

19　吕浩然，丁　悦，黄东生，综述．刘尚礼审校．椎间盘退变中终板细胞凋亡的研究．广东医药，2006；27（3）：434

20　胡　明，马远征，张传森，等．人退变椎间盘组织细胞凋亡相关基因表达的初步研究．中国康复理论与实践，2006；12（6）：484

21　陈国仙，叶道明，王万明，综述．椎间盘退变机制研究进展．脊柱外科杂志，2006；4（3）：174

22　杨　鹏，朱　军，程爱国．凋亡蛋白酶活化因子－1与细胞凋亡．华北煤炭医学院学报，2005；7 （2）：171

23　马　旭，吕　刚，黄　涛，综述．软骨终板细胞凋亡及其相关研究进展．中国矫形外科杂志，2005；13（13）：1021

24　李小川，西中海，吕　刚．退变腰椎间盘组织中细胞凋亡及相关基因Fas和FasL表达的研究．中国医科大学学报，2003；3（1）：52

25　金明熙，李小川，谢　林．凋亡相关基因产物Fas蛋白在腰椎间盘组织中的表达及其意义．中华实验外科杂志，2003，17（2）：1881

26　林金贵，综述，叶君健，傅冷西审校．细胞因子与腰椎间盘髓核细胞凋亡的关系，福建医科大学学报，2005；39：47

27　刘　越，赵晓勇，综述．刘福成审校．颈椎间盘退变病因研究进展．中国矫形外科杂志，2004；12 （19）：1489

28　林梓凌，林应强．颈椎间盘细胞及细胞外基质退变机制的研究进展．现代中西医结合杂志，2004；13（23）：3212

29　董　凡，戴克戎，侯筱魁．椎间盘营养与退变的实验研究．中华外科杂志，1995；33：147

30　王晓翔．细胞凋亡检测方法的研究进展．体育科技；2005；26（3）：43

31　孙　鹏，王拥军，施　杞，等．益气化瘀方对椎间盘软骨细胞凋亡相关因子的作用．中国骨伤，2006；19（8）：451

32　周　泉，王拥军，施　杞，等．益气化瘀方对椎间盘纤维环细胞凋亡的影响．上海中医药杂志，2005；39（4）：50

33　沈　霖，沈　耀，杨述华．丹参注射液对维甲酸诱导的纤维环细胞凋亡的影响．中国中医骨伤科杂志，2002；10（5）：1

34　Humzah MD，Soames RW．Human intervertebral disc：Structure and function．The Anatomical Record，2005，220（4）：337

35　Krane SM，Golding MB．Clinical implications of cartilage metabolism in arthritis．Eur Rheumatol inflamm，1990；10：4

36　Tsuji H，Ohishima H．Structure and variation of the anterior and posterior annulus fibrosus in the development of human lumbar intervertebral disc．A risk factor for intervertebral disk rupture，Spine，1991；23（11－12）：503

37　Ruberts S，Menage J，Duance V．TypeⅢcollagen in intervertebral disc．Histochem J，1993；18 （2）：204

38　Nimomiya Y，Castagnola P，Gerecke D，et al．Collagen genes：regulations and abnormallites．New Yock，Academic Inpress．1999；1－61

39　Erring RJ，Puustjarvi K，White JR，et al．Characterization of cytoplasm filled processes in cells of the intervertebral disc．Anat J，1998；192（3）：369

40　Jerome J，Trout，Joseph A，et al．Ultrastructure of the human intervertebral disc．Tssue Cell，1982，14（2）：395

41　Nomura T，Mochida J，Okuma M，et al．Nucleus pulposus allograft retards intervertebral disc degeneration．Clin Orthop Ralat Res，2001；389：98 －101

42　Rial E，Gonzalez－Barroso MM，Fleury C，et al．The structure and function of the rowan fat uncoupling protein UCP1：current status．Bifactors，1998；8（3）：209

43　Mikuni－Takagaki Y，Suzuki Y，Kawase T，et al．Distinct responses of different populations of bone cells to mechanical stress．Endocrinology，1996；137（5）：2028

44　Masuda K，Takegami K，An H，et al．Recombinant osteogenic protein－1upregulates extracellular matrix metabolism by rabbit annulus fibrosus and nucleus pulposus cells cultured in alginate beads．J Orthop Res，2003；21：922－930

45　Tan YB，Hu YG，Tan YW．Extracellular matrix synthesis and ultrastructureal changes of degenerative disc cells transfected by Ad/CMV－hTGF－beta 1．Chin Med J（Engl），2003；116（9）：1399

46　Ogata K．Nutritional pathway of the intervertebral disc：An experimental study using hydrogen without technique．Spine，1981；6：211

47　Ruder M，Tillmann B．Lymph and blood supply of the human intervertebral disc．Cadaver study of correlations to discitis．Acta Orthop Scand，1993；64（1）：37

48　Holm S，Nachemson A．Nutrition of intervertebral disc：acute effects of cigarette smoking．An experimental animal study．Uppsala Med Sci，1988；93：91

49　Rufai A，Benjiamin M，Raiphs JR．The development of fibrocartilage in intervertebral disc．Anat Embryol，1995；192（1）：53

50　Nerlich AG，Boos N，Weist I，et al．Immunolocalization of major intersticial collagen types in human lumber intervertebral disc of various ages．Virchows Arch，1998；432（1）：67

51　Bogduk N．The inervation of the lumbar spine．Spine，1983；8（3）：286

52　Cavanaugh J，Kallakuri S，Ozaktay AC．Inervation of the rabbit lumbar intervertebral disc and posterior longitudinal ligament．Spine，1995；21 （19）：2080

53　Moore MJ，Banie VR．Robert Dfmet al．The origin and fate of herniated lumbar intervertebral disc tissue．Spine，1996；21：2149

54　Park JB，Lee JK，Park SJ，et al．Mitochondria involvement in fas－mediated apoptosis of human lumbar disc cells．J Bone Joint Surg Am，2005；87（6）：1338

55　Stanic I，Facchini A，Borzi RM，et al．Polyamine depletion inhibits apoptosis following blocking of survival pathways in human chondrocytes stimulated by tumor necrosis factor alpha．J Cell Physiol，2006；206（1）：138

56　Todd Allen R，Robertson CM，Harwood，et al．Characterization of mature vs aged rabbit articular cartilage：analysis of cell density，apoptosis related gene expression and mechanisms controlling chondrocyte apoptosis．Osteoarthritis Cartilage，2004；12（11）：917－923

57　Nivea Dulce Tedeschi Conforti Froes，Francine Teresa Brioni Nunes．Genetic influence on Intervertebral disc degeneration．Acta ortop．Bras，2005；13（5）：255

58　Gruber HE，Hanley EN Jr．Recent advances in disc cell biology．Spine，2003；28（2）：186

59　Rannou F，Lee TS，Zhou RH，et al．Intervertebral disc degeneration the role of the mitochondria pathway in annulus fibrosus cell apoptosis induced by overload．Am J Pathol，2004；164：915

60　BattiéMC，Videman T，Parent E．Lumbar disc degeneration：epidemiology and genetic influences．Spine，2004；29：2679－2690

61　Furusawa N，Baba H，Miyoshi N，et al．Heriation of cervical of intervertebral disc immunohistochemical examination and measurement of nitric oxid production．Spine，2001；26（10）：1110

62　Kohyama，Saura R，Douta M，et al Intervertebral disc cell apoptosis by nitricoxide：biological understanding of intervertebral disc degeneration．Kobe J Med Sci，2000；46（6）：283

63　Urban JPG，Roberts S，Ralphs JR．The nucleus of the intervertebral disc from development to degeneration．American Zoologist，2000；40（1）：53－61

64　Survivin Shin Sung BJ，Cho YS．An anti－apoptotic protein human Survivin is a direct inhibitor of caspase－3and caspase－7．Biochemistry，2001；40：1117

65　Burgeson RE，Nimni ME．Collagen types molecular structure and tissue distribution．Clin Orthop，1992；282：250

66　Shimer AL，Chadderdon RC，Gilbertson LG，Kang JD．Gene therapy approaches for intervertebral dis degeneration．Spine，2004；29：2770