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《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2019)22-03570-073570 ·综述·www.CRTER .org房鹏，男，1992生，安徽省池州市人，汉族，南京大学在读硕士，主要从事关节软骨损伤修复的研究。
通讯作者：张雷，博士，主治医师，南京大学医学院附属金陵医院骨科，江苏省南京市 210002文献标识码:A稿件接受：2019-02-27Fang Peng, Master candidate, Department of Orthopedics, Jinling Hospital of Medical School of Nanjing University, Nanjing 210002, Jiangsu Province, ChinaCorresponding author: Zhang Lei, MD, Attending physician, Department of Orthopedics, Jinling Hospital of Medical School of Nanjing University, Nanjing 210002, Jiangsu Province, China关节软骨细胞外基质代谢中Sox9的调控作用房 鹏，赵建宁，张 雷(南京大学医学院附属金陵医院骨科，江苏省南京市 210002) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.1283 ORCID: 0000-0002-8684-2756(房鹏)文章快速阅读：文题释义：骨关节炎：是一种临床上常见的退行性关节疾病，以进行性软骨退变、软骨下骨改变、骨赘形成等为其主要病理特征。
骨关节炎的病因复杂，但不外乎软骨细胞和其细胞外基质的改变。
细胞外基质作为软骨细胞的内环境在软骨退变中扮演着重要的角色。
烟酰胺对椎间盘Ⅰ、Ⅱ型胶原的调控作用徐蔚蔚;邵增务;郭兵;杨述华;俞旭东;谢卯;熊蠡茗【期刊名称】《中国中医骨伤科杂志》【年(卷),期】2008(16)6【摘要】目的:考察烟酰胺对白介素-1β诱导的体外兔腰椎间盘退变模型中Ⅰ、Ⅱ型胶原的保护作用,并初步探讨其机制。
方法:构建兔腰椎间盘组织凝胶培养模型,将其分为正常对照组,烟酰胺对照组(加入0.5mg/ml烟酰胺),退变组(加入10ng/mlIL-1β)和3个烟酰胺治疗组(加入IL-1β的同时,并分别加入0.5mg/ml,0.25mg/ml和0.05mg/ml烟酰胺)。
培养3天及1周时取各组髓核和纤维环分别行Ⅰ、Ⅱ型胶原基因RT-PCR检测,培养2周时行Ⅰ、Ⅱ型胶原、iN-OS、TGF-β1及Caspase-3免疫组化检测。
结果:①RT-PCR显示3天及1周时,各治疗组Ⅰ、Ⅱ型胶原表达均强于退变组,烟酰胺的保护作用随浓度增加而增强。
②Ⅰ、Ⅱ型胶原免疫组化显示,各治疗组椎间盘正常结构和胶原含量均优于退变组,以大剂量烟酰胺治疗组最显著。
③iNOS、Caspase-3免疫组化显示,治疗组阳性细胞染色率均低于退变组(P<0.01)。
TGF-β1免疫组化显示,治疗组阳性细胞染色率高于退变组(P<0.01)。
结论:烟酰胺能够抑制IL-1β诱发的椎间盘Ⅰ、Ⅱ型胶原表达及含量的下降,这种保护机制与其抑制iNOS、Caspase-3表达和维持TGF-β1表达的作用有关。
【总页数】5页(P21-25)【关键词】椎间盘;烟酰胺;Ⅰ型胶原;Ⅱ型胶原;白细胞介素-1β【作者】徐蔚蔚;邵增务;郭兵;杨述华;俞旭东;谢卯;熊蠡茗【作者单位】华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科【正文语种】中文【中图分类】R-33;R681.53【相关文献】1.益气化瘀方影响椎间盘软骨细胞Ⅰ、Ⅱ型胶原的作用分析 [J], 漆平芳2.Ⅸ型胶原蛋白A2基因多态性与环境因素在腰椎间盘退变疾病中的作用 [J], 张学利;宋海峰;朱如森;袁建军;江泽华3.骨形态发生蛋白-7对椎间盘细胞Sox9和Ⅱ型胶原基因的调节作用 [J], 戴桂良;刘石保4.烟酰胺对椎间盘聚集蛋白聚糖的调控作用 [J], 熊晓芊;杨述华;邵增务;詹子睿;段德宇;吴宏斌5.转化生长因子β与椎间盘细胞Ⅰ型胶原基因调控的关系 [J], 陈岩;胡有谷;齐宗华;西永明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Sox9促进间充质干细胞向软骨分化的研究进展软骨损伤修复是目前临床治疗的难点之一，组织工程学的应用为解决这一难题提供了方向。
利用sox9基因转染给间充质干细胞（MSCs）使后者向软骨分化，而获得稳定的软骨细胞及软骨组织，为软骨损伤修复提供的丰富的软骨来源。
Sox9能激活软骨细胞外基质基因col2a1、col11a2、COMP、蛋白聚糖基因的轉录因子使其过表达，而胶原蛋白I、胶原蛋白II、蛋白聚糖、糖胺多糖等软骨组织特异性蛋白生成也增加。
sox9通过抑制Wnt/β-catenin通路及核心结合蛋白因子2的活性，增加甲状旁腺激素相关肽的表达，抑制软骨细胞过度生长及骨化，从而维持软骨形态及功能。
在sox9的机制研究中发现生长因子、sox5和sox6、机械应力、锌指蛋白145、MicroRNAs等参与sox9的表达及调控。
目前研究者主要利用病毒或非病毒载体系统将sox9基因转染给间充质干细胞，促进MSCs 向软骨分化来获得软骨来源。
在体外的动物实验中SOX9基因转染后的MSCs 发生了软骨细胞方向的分化，部分动物体内实验证实转染后的间充质干细胞形成了新的软骨组织。
这些实验结果提示sox9基因具有应用于软骨修复的组织工程的潜力及优势，是未来软骨工程学的发展方向之一。
标签：sox9基因；间充质干细胞；软骨；分化软骨组织具有高度分化、细胞含量少、营养供给少等特点。
软骨组织一旦发生损害，往往难以完全修复，故软骨损伤或缺失的修复成为临床治疗的难点之一。
目前临床上常用的治疗方式主要包括药物治疗及软骨自体移植，但往往只能达到缓解症状的目的[1]。
利用组织工程学方法修复软骨损伤成为目前研究热点之一。
间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是目前应用最为广泛的组织工程细胞。
它具有分化为骨、软骨、肌腱、脂肪等组织的多分化潜能，且取材方便，易于培养，自体移植无明显免疫排斥反应，因而被认为是组织工程理想的种子细胞[2，3]。
Sox9基因治疗椎间盘退变的研究现状（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）【关键词】椎间盘退变性疾病椎间盘退变性疾病(disc degeneration disease,DDD)是一种发病率及致残率极高的疾病，常引起以颈肩腰腿疼痛为主要表现的临床症候群，据资料表明，DDD患者占美国骨科住院人数的1/3以上，目前对DDD的常规治疗方法包括药物治疗、理疗、卧床休息、类固醇注射封闭以及手术治疗等。
但是，这些措施仅能够改善疾病的临床症状，并不能从根本上减缓或终止退变的进程。
因此，进一步研究椎间盘退变的发生机制，试图从分子水平上对椎间盘退变进行调控，从而对椎间盘退变进行治疗是非常有价值的。
以往对DDD发生机制的研究主要集中在椎间盘的生物力学改变、椎间盘的自身免疫因素、炎症反应、细胞凋亡失衡及椎间盘的营养障碍等几方面。
近期的研究显示，Sox家族的Sox9基因很可能与椎间盘退变有着密切的关系，现将其相关研究情况作一综述。
1椎间盘退变与胶原改变椎间盘内含有大量的胶原，其中Ⅰ、Ⅱ型胶原是最主要的胶原，约占总量的80%，其次是Ⅵ型胶原，占10%~20%。
在正常情况下，Ⅰ型胶原主要存在于外层纤维环，Ⅱ型胶原则主要分布在髓核和软骨终板。
Ⅱ型胶原，在椎间盘中央含量最高，到边缘则逐渐减少，而Ⅰ型胶原则刚好相反。
而且胶原在椎间盘内的分布情况并不随年龄的增长而改变。
但是，随着椎间盘的退变，胶原的构成情况却发生了变化。
在退变的早期，正常类型的胶原在它们的分布范围有增加的趋势，提示在退变早期椎间盘存在一过性修复反应，这一点已经在核中软骨细胞的Ⅱ型胶原mRNA增强表达得到证实［1］。
髓核中，Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅵ型胶原含量也有增加，Ⅰ型胶原在纤维环中也呈增加趋势。
随退变程度的加重，胶原的性质发生了改变，Ⅰ型胶原开始出现在髓核中，软骨终板丧失了Ⅱ型胶原的表达。
Ⅳ型和Ⅹ型胶原也在髓核中出现，胶原成分的改变说明髓核内软骨样细胞表型发生变化，可能失去了软骨特征而出现骨化现象。
Sox9增强骨形态发生蛋白2诱导的间充质干细胞成软骨分化抑制成骨分化的开题报告
本研究旨在探讨Sox9在间充质干细胞中的作用以及其与骨形态发生蛋白2（BMP2）的相互作用，以及对干细胞分化为软骨或骨的不同影响。
首先，将间充质干细胞（MSCs）分为两组，一组进行Sox9基因转染，另一组作为对照。
利用qPCR和Western blotting方法检测Sox9表
达情况，确保Sox9成功转染。
接着，分别将两组干细胞分别进行软骨和骨分化培养，并在一定时
间后进行染色和组织切片，观察不同分化条件下细胞形态和组织学变化。
同时，利用qPCR和Western blotting等方法检测相关基因和蛋白的表达情况，并比较两组干细胞在不同分化条件下的表达差异。
最后，将BMP2加入培养液中，观察其在Sox9转染组和对照组中对干细胞分化的影响，并比较两组干细胞对BMP2的敏感性和反应能力。
预计研究能够发现Sox9在干细胞分化中的作用机制，以及其与
BMP2的相互作用方式。
同时，结果还有望为干细胞治疗和软骨、骨组织工程方面提供一定的理论基础和实验依据。
Sox9对椎间盘退变的作用和调控机制的研究的开题报告椎间盘退变是目前普遍存在于中老年人的疾病，它的发生与发展影响了人体脊柱的功能，严重时可导致腰痛和神经损伤等症状。
因此，对椎间盘退变进行深入研究具有重要意义。
Sox9作为一个关键转录因子，已被证实在椎间盘中起着重要的作用。
本文将重点探讨Sox9在椎间盘退变中的作用以及其调控机制，以期为椎间盘退变的防治提供新的理论依据。
首先，我们将介绍Sox9的基本概念。
Sox9是SRY盒家族中成员之一，也是一种关键的转录因子。
它被广泛表达于胚胎发育过程中，并被认为是肥大细胞前体细胞的关键转录因子。
此外，Sox9也在成体细胞中发挥重要生物学功能，例如在软骨和椎间盘中维持细胞的增殖和分化。
接下来，我们将介绍Sox9在椎间盘中的作用。
研究表明，Sox9在椎间盘的细胞增殖和分化中起着关键作用。
在椎间盘干细胞中，Sox9促进了干细胞增殖，并促进了它们向软骨和椎间盘细胞的分化。
此外，Sox9还在椎间盘细胞的分化和成熟中发挥重要作用。
最近的研究表明，Sox9在椎间盘细胞中的表达与椎间盘退变的发生密切相关。
椎间盘组织中Sox9的减少可能是椎间盘疾病的一个关键因素。
最后，我们将探讨Sox9在椎间盘中的调控机制。
目前，已有研究表明某些信号通路可以调控Sox9的表达，如BMP、Wnt和Notch信号通路。
此外，一些转录因子，如Runx2和HIF-1α也可以作用于Sox9的-Promoter区域，从而调节Sox9的表达。
另外，前线研究显示，非编码RNA已被证明是Sox9基因表达调节的重要因素。
总之，本文将重点研究Sox9在椎间盘退变中的作用以及其调控机制。
我们将通过实验和文献综述等方法，对Sox9在椎间盘退变发生和发展中的作用进行深入探究，为椎间盘退变的防治提供新思路和理论支持。
Sox9基因治疗椎间盘退变的研究现状【关键词】椎间盘退变性疾病椎间盘退变性疾病(disc degeneration disease,DDD)是一种发病率及致残率极高的疾病，常引起以颈肩腰腿疼痛为主要表现的临床症候群，据资料表明，DDD患者占美国骨科住院人数的1/3以上，目前对DDD的常规治疗方法包括药物治疗、理疗、卧床休息、类固醇注射封闭以及手术治疗等。
但是，这些措施仅能够改善疾病的临床症状，并不能从根本上减缓或终止退变的进程。
因此，进一步研究椎间盘退变的发生机制，试图从分子水平上对椎间盘退变进行调控，从而对椎间盘退变进行治疗是非常有价值的。
以往对DDD发生机制的研究主要集中在椎间盘的生物力学改变、椎间盘的自身免疫因素、炎症反应、细胞凋亡失衡及椎间盘的营养障碍等几方面。
近期的研究显示，Sox家族的Sox9基因很可能与椎间盘退变有着密切的关系，现将其相关研究情况作一综述。
1椎间盘退变与胶原改变椎间盘内含有大量的胶原，其中Ⅰ、Ⅱ型胶原是最主要的胶原，约占总量的80%，其次是Ⅵ型胶原，占10%~20%。
在正常情况下，Ⅰ型胶原主要存在于外层纤维环，Ⅱ型胶原则主要分布在髓核和软骨终板。
Ⅱ型胶原，在椎间盘中央含量最高，到边缘则逐渐减少，而Ⅰ型胶原则刚好相反。
而且胶原在椎间盘内的分布情况并不随年龄的增长而改变。
但是，随着椎间盘的退变，胶原的构成情况却发生了变化。
在退变的早期，正常类型的胶原在它们的分布范围有增加的趋势，提示在退变早期椎间盘存在一过性修复反应，这一点已经在核中软骨细胞的Ⅱ型胶原mRNA增强表达得到证实克隆了Sox9基因，发现它与SRY的HMG框区域的同源性大于60%，基因定位于染色体17q24Ⅱ~25Ⅰ区段内，在男性睾丸的发育中与SRY基因相同，作为转录因子而调控其下游基因的表达。
SRY基因并不是直接调节睾丸的发育而是通过Sox9共同作用才发生作用。
Foster等［5］将从三个独立文库中分离得到的cDNA克隆序列组装出Sox9的复合转录单位，其长度为3934 bp，Sox9基因具有一个开放阅读框架，该框架能够编码509个氨基酸，其中104~182位的79个氨基酸残基编码HMG盒，与SRY基因的HMG盒编码序列同源性高达71%；除此之外，在其所编码的Sox9蛋白C端约1/3处有一富含脯氨酸、谷氨酰胺和丝氨酸的区域，该区域类似于某些转达录因子的反式激活域，这一非酸性区域在进化上相当保守，很可能Sox9蛋白因含有HMG盒样DNA结合基序及该TA域而具有转录因子活性。
Ⅱ型胶原C端肽与椎间盘退变及骨性关节炎的相关性王拥军;王利民;刘宏建;徐铮【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2009(013)002【摘要】背景:软骨退变标志物是近年来的研究热点,Ⅱ型胶原C端肽是可以通过无创方法检测软骨退变的较好指标.目的:观察Ⅱ型胶原C端肽与椎间盘退变及骨性关节炎的相关性.设计、时间及地点:回顾性分析,于2008-03/06在郑州大学第一附属医院骨科完成.对象:选择椎间盘退变和骨性关节炎患者各15例分别作为椎间盘退变组和骨性关节炎组,其中椎间盘退变组男7例,女8例,平均年龄(62±7)岁;骨性关节炎组男6例,女9例,甲均年龄(61±8)岁;另选末患骨性关节炎及椎间盘退变的非骨科疾病患者15例作为对照组,男8例,女7例,平均年龄(57±6)岁.方法:3组患者分别取第2次晨尿10 mL,尿样置-20℃冰箱保存.尿样收齐后,用人骨退化特异标志物酶联免疫分析试剂盒检测每例标本的Ⅱ型胶原C端肽值,同时检测每例标本的尿肌酐浓度,并对Ⅱ型胶原C端肽值进行校正.主要观察指标:尿Ⅱ型胶原C端肽在椎间盘退变及骨性关节炎患者中的水平及相关性.结果:45例患者均进入结果分析.与对照组相比,椎间盘退变组和骨性关节炎组患者尿中Ⅱ型胶原C端肽明显升高,差异有显著性意义(P<0.05).椎间盘退变组和骨性关节炎组Ⅱ型胶原C端肽水平相比,差异无显著性意义(P>0.05).椎间盘退变组椎间盘退变分级与Ⅱ型胶原C端肽水平呈正相关(r=0.592,P=0.020).骨性关节炎组膝关节退变分级与Ⅱ型胶原C端肽水平也呈正相关(r=0.719,P=0.003).结论:椎间盘退变患者及骨性关节炎患者尿中Ⅱ型胶原C端肽水平均有升高,且Ⅱ型胶原C端肽与椎间盘退变及骨性关节炎具有正相关性.【总页数】4页(P329-332)【作者】王拥军;王利民;刘宏建;徐铮【作者单位】郑州大学第一附属医院骨科,河南省郑州市450052;郑州大学第一附属医院骨科,河南省郑州市450052;郑州大学第一附属医院骨科,河南省郑州市450052;郑州大学第一附属医院骨科,河南省郑州市450052【正文语种】中文【中图分类】R681.3【相关文献】1.尿Ⅱ型胶原羟基端交联肽水平与椎间盘退变及骨性关节炎的相关性 [J], 张爱萍;刘波2.益气温阳活血方对慢性心力衰竭心室重塑大鼠β3－肾上腺素能受体、血清Ⅰ型前胶原羧基端肽和Ⅲ型前胶原氨基端肽的影响 [J], 杨冬花;顾广富;罗建华3.甲亢患者血清Ⅰ型前胶原氨基端前肽、Ⅰ型胶原羧基端肽变化及与甲状腺激素、骨密度的相关性 [J], 张军;吴艳艳;张琦;邓毅;曾丽萍4.Ⅰ型前胶原羧基端肽和Ⅲ型前胶原氨基端肽在心肌纤维化的研究进展 [J], 冯小梅; 李彦红5.血清Ⅰ型胶原氨基端延长肽和β-Ⅰ型胶原羧基端肽与2型糖尿病合并骨质疏松性骨折相关性分析 [J], 徐旭;曹莉;赵雄;王倩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
软骨细胞标记基因
软骨细胞的标记基因主要包括Sox9、Ⅱ型胶原蛋白（Col2al）和蛋白聚糖。
这些基因在软骨细胞的生长和分化过程中起着重要作用。
1. Sox9：这是一种转录因子，是软骨细胞的重要标记基因。
它参与软骨细胞的分化和增殖，以及软骨基质的形成和维持。
2. Ⅱ型胶原蛋白（Col2al）：这是软骨细胞分泌的一种主要蛋白质，是软骨基质的主要成分。
Col2al基因编码Ⅱ型前胶原蛋白，它是Ⅱ型胶原蛋白的前体，对于维持软骨细胞的形态和功能至关重要。
3. 蛋白聚糖：这也是软骨细胞分泌的一种重要成分，与Ⅱ型胶原蛋白共同构成软骨基质。
蛋白聚糖在软骨细胞的生长和分化过程中起着关键作用，对于维持软骨组织的弹性和稳定性具有重要意义。
总的来说，这些标记基因的表达水平和活性可以反映软骨细胞的生长和分化状态，为科研和临床工作中研究软骨组织生长和退行性疾病提供了重要的参考。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询相关学者。
骨形态发生蛋白-2对椎间盘细胞软骨特异性基因 mRNA的调节作用王文波;赵勇;卢宇;李雪松;赵哲;于长水【期刊名称】《中华实验外科杂志》【年(卷),期】2005(022)006【摘要】目的探讨骨形态发生蛋白(BMP)-2对椎间盘细胞软骨特异性基因Sox9、Ⅱ型胶原和蛋白聚糖基因的调控作用.方法应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测BMP-2对培养的人椎间盘细胞中Sox9、Ⅱ型胶原和蛋白聚糖基因 mRNA表达的调控作用.结果在BMP-2浓度为100 μg/L(0.149±0.006,P<0.05)和1 000μg/L(0.163±0.006,P<0.01)时,其对椎间盘细胞中Sox9基因 mRNA可起到显著的正向调控作用;在此浓度下,它也可以对Ⅱ型胶原和蛋白聚糖基因mRNA起到正向调控作用.结论 BMP-2可以按照剂量依赖方式正向调控椎间盘细胞中Sox9、Ⅱ型胶原和蛋白聚糖基因的表达.【总页数】3页(P719-721)【作者】王文波;赵勇;卢宇;李雪松;赵哲;于长水【作者单位】150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科;150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科;150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科;150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科;150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科;150001,哈尔滨医科大学附属第一医院骨二科【正文语种】中文【中图分类】R6【相关文献】1.骨形态发生蛋白-2、-3对胚胎小鼠椎间盘细胞的成软骨及成骨作用 [J], 周建武;何通川;毕杨;刘传康;宿玉玺2.经转染人骨形态发生蛋白7基因后骨髓间充质干细胞mRNA的表达 [J], 金丹;曾位森;裴国献;齐凤菊;魏宽海;王珂;陈滨3.逆转录病毒介导人重组骨形态发生蛋白基因转染骨骼肌卫星细胞mRNA的表达[J], 魏宽海;金丹;裴国献;王珂;陈滨;马忠立;胡罢生4.聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物支架复合骨形态发生蛋白2基因增强的脂肪干细胞促进软骨缺损修复 [J], 阮世强;邓江;鄢陵;黄文良5.骨形态发生蛋白2基因转染软骨细胞注入腰椎间盘损伤模型:10周测量蛋白多糖和胶原含量 [J], 刘成龙;靳安民;李夏林;杜学军;曹延林;庄宁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Sox9促进间充质干细胞向软骨分化的研究进展作者：袁哲裴新红马瑞雪来源：《医学信息》2014年第09期摘要：软骨损伤修复是目前临床治疗的难点之一，组织工程学的应用为解决这一难题提供了方向。
利用sox9基因转染给间充质干细胞（MSCs）使后者向软骨分化，而获得稳定的软骨细胞及软骨组织，为软骨损伤修复提供的丰富的软骨来源。
Sox9能激活软骨细胞外基质基因col2a1、col11a2、COMP、蛋白聚糖基因的转录因子使其过表达，而胶原蛋白I、胶原蛋白II、蛋白聚糖、糖胺多糖等软骨组织特异性蛋白生成也增加。
sox9通过抑制Wnt/β-catenin通路及核心结合蛋白因子2的活性，增加甲状旁腺激素相关肽的表达，抑制软骨细胞过度生长及骨化，从而维持软骨形态及功能。
在sox9的机制研究中发现生长因子、sox5和sox6、机械应力、锌指蛋白145、MicroRNAs等参与sox9的表达及调控。
目前研究者主要利用病毒或非病毒载体系统将sox9基因转染给间充质干细胞，促进MSCs向软骨分化来获得软骨来源。
在体外的动物实验中SOX9基因转染后的MSCs发生了软骨细胞方向的分化，部分动物体内实验证实转染后的间充质干细胞形成了新的软骨组织。
这些实验结果提示sox9基因具有应用于软骨修复的组织工程的潜力及优势，是未来软骨工程学的发展方向之一。
关键词：sox9基因；间充质干细胞；软骨；分化软骨组织具有高度分化、细胞含量少、营养供给少等特点。
软骨组织一旦发生损害，往往难以完全修复，故软骨损伤或缺失的修复成为临床治疗的难点之一。
目前临床上常用的治疗方式主要包括药物治疗及软骨自体移植，但往往只能达到缓解症状的目的[1]。
利用组织工程学方法修复软骨损伤成为目前研究热点之一。
间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是目前应用最为广泛的组织工程细胞。
它具有分化为骨、软骨、肌腱、脂肪等组织的多分化潜能，且取材方便，易于培养，自体移植无明显免疫排斥反应，因而被认为是组织工程理想的种子细胞[2，3]。
胶原的生物特性及腰椎间盘突出髓核胶原的变化
翟饶生;欧芹;姜鸿志
【期刊名称】《黑龙江医药科学》
【年(卷),期】1993(0)3
【摘要】近二十年来,胶原的研究受到了重视。
胶原是脊椎动物主要的结构蛋白,在人体约占蛋白质总量的1/3。
目前公认,胶原主要分为五种类型。
Ⅰ型胶原含量较多,是人和其它动物主要的胶原成分,其大量存在于皮肤、肌腱、骨、主动脉及牙质中。
Ⅰ型胶原分子形成宽大的胶原纤维,使它所在的结缔组织具有较高的抗张强度。
Ⅱ型胶原主要存在于透明软骨及椎间盘内,所形成的胶原纤维直径较小。
Ⅲ型胶原
主要存在于胎儿皮肤、心血管组织、骨膜及瘢痕组织。
【总页数】2页(P64-65)
【关键词】胶原;椎间盘;髓核;蛋白多糖
【作者】翟饶生;欧芹;姜鸿志
【作者单位】佳木斯医学院第一附院骨科;佳木斯医学院生化教研室;白求恩医科大
学骨科
【正文语种】中文
【中图分类】R9
【相关文献】
1.经皮椎间孔镜与经侧隐窝入路胶原酶髓核溶解术治疗腰椎间盘突出症的效果对比研究 [J], 董蕊;徐幼苗;张志利;杨旭;李丽梅;王维彬
2.胶原酶髓核溶解和经皮髓核切吸术治疗青少年腰椎间盘突出症的疗效观察 [J], 段志国;孙正明
3.射频消融术联合胶原酶髓核溶解术治疗巨大型腰椎间盘突出症分析 [J], 李军
4.臭氧髓核消融术联合胶原酶溶解术治疗腰椎间盘突出的效果探究 [J], 孙留宾
5.经皮髓核切吸联合胶原酶髓核溶解术治疗腰椎间盘突出症 [J], 张向阳;孙正明;郭东武;甘沛;杨鲁源;任森;张银刚
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Sox9和Ⅱ型胶原蛋白在人腰椎间盘退变中的表达及意义目的探讨Sox9和Ⅱ型胶原蛋白（Col2al）在人类腰椎间盘退变中的表达及意义。
方法应用免疫组织化学在退变和正常腰椎间盘组织中分别检测Sox9和Ⅱ型胶原蛋白的表达，并分析其相关性。
结果实验组Sox9染色阳性率为20.0%（6/30），对照组Sox9染色阳性率为76.7%（23/30），两组间染色阳性率有显著性差异（P＜0.05）。
实验组Col2al染色阳性率为33.3% （10/30），对照组Col2al染色阳性率为83.3% （25/30），两组间染色阳性率有显著性差异（P＜0.05）。
退变腰椎间盘中6例Sox9阳性者中，仅1例Col2al表达阴性，而在10例Col2al 表达阳性者中，5例Sox9表达阴性，二者同时阳性5例，同时阴性表达19例。
退变椎间盘中Sox9和Col2al的表达呈显著正相关（P＜0.05）。
结论Sox9和Ⅱ型胶原蛋白表达降低与腰椎间盘退变有关，Sox9可能通过下调Col2al的表达，共同参与腰椎间盘退变。
标签：Sox9；Ⅱ型胶原蛋白；腰椎间盘退变；免疫组织化学随着老龄化社会在中国的到来，颈、腰椎椎间盘退变所致颈肩痛、腰腿痛的发病率已逐渐增高，并且每年均要耗费相当的人力财力进行治疗。
其治疗手段主要包括保守治疗和手术治疗，然而无论是脱水、镇痛、理疗等保守治疗还是各种微创或开放手术方法均不能从根本上阻止椎间盘退变的发生和发展，并且手术治疗还可能破坏脊柱运动的生理完整性，具有易复发、胃肠道反应等风险和并发症[1]。
因此在已有研究基础上，针对椎间盘退变的靶点基因，通过基因治疗的方法来阻止或改变椎间盘退变，以成为颈腰椎疾病基础研究的热点课题之一。
Sox9（SRY related high mobility group box gene 9）基因最早是作为早期胚胎发育相关基因而被发现，但在之后的研究中逐渐被发现具有调控软骨细胞发育、成熟的重要功能[2-3]。
比如在关节炎患者中致炎因子通过抑制Sox9的软骨调控作用，减弱病变软骨的再生和修复，从而引起关节炎迁延不愈[4]。
而同样以软骨样细胞为主的椎间盘组织中Sox9基因的表达情况如何呢？我们采用免疫组织化学研究腰椎间盘退变临床标本中Sox9及其下游Col2al（Ⅱ型胶原蛋白）的表达情况，并探讨其机制，以期为分子水平预防和治疗人类椎间盘退变性疾病提供实验基础。
1 材料与方法1.1 材料选取2010年1月～2012年12月于我院住院因腰椎间盘突出症、腰椎滑脱、腰椎管狭窄等入院后路手术所取得的腰椎间盘患者30例作为实验组，患者年龄均>50岁，其中男16例，女14例，标本均经病理证实为退变椎间盘。
选取腰椎外伤后路手术取出腰椎间盘标本30例作为对照组，患者年龄16～30岁，标本均经病理证实为正常椎间盘，其中男18例，女12例。
1.2 主要试剂Sox9兔多克隆抗体、Col2al鼠抗人单克隆抗体购自北京中杉金桥生物技术有限公司，即用型超敏S-P免疫组化试剂盒、DAB显色液为福州迈新生物工程有限公司产品。
多聚赖氨酸购自sigma公司。
1.3 实验方法1.3.1 标本制备标本均经4%多聚甲醛固定6～8h。
常规脱水，石蜡包埋，4μm 切片，采用HE染色和免疫组化染色。
1.3.2 免疫组织化学染色采用S-P免疫组织化学染色超敏试剂盒，按期说明书进行实验。
石蜡切片脱蜡至水，蒸馏水洗5min×2次，蒸馏水新鲜配制3%过氧化氢液，灭活内源性过氧化物酶，PBS洗3min×3次。
将切片浸入0.01M枸橼酸盐缓冲液，微波炉加热沸腾，5～10min后，反复1～2次；PBS洗3min×3次，封闭血清37℃孵育10min；滴加一抗，4℃孵育12h，PBS洗3min×3次；滴加生物素标记的二抗，37℃孵育10min，PBS洗3min×3次；滴加链霉菌抗生物素-过氧化物酶溶液，37℃孵育10min，PBS洗3min×3次；滴加DAB显色剂，镜下确定反应时间终止。
显色完成后，苏木素复染，梯度酒精脱水，二甲苯透明，中性树脂封片；显微镜下观察染色结果。
1.3.3 染色结果的判断标准Sox9位于胞核，Col2al位于胞浆，阳性细胞染色呈棕黄色，随机计数10个视野，阴性（-）判定为无阳性细胞或阳性细胞比例60%。
1.4 统计学方法采用SPSS15.0软件进行统计，两样本率的差别检验采用x2检验，相关性检验采用2×2列联表关联性分析，以α=0.05作为检验标准。
2 结果2.1 退变腰椎间盘中Sox9的表达阳性细胞胞核呈棕黄色（图1A）。
实验组Sox9染色阳性率为20.0%（6/30），其中阴性（-）24例，弱阳性（+）2例，中度阳性（++）3例，强阳性（+++）1例。
对照组Sox9染色阳性率为76.7%（23/30），其中阴性（-）7例，弱阳性（+）6例，中度阳性（++）10例，强阳性（+++）7例。
两组间染色阳性率差异有统计学意义（P＜0.05）。
见表1。
2.2 退变腰椎间盘中Col2a1的表达阳性细胞胞浆呈棕黄色（图1B）。
实验组Col2al染色阳性率为33.3%（10/30），其中阴性（-）20例，弱阳性（+）5例，中度阳性（++）3例，强阳性（+++）2例。
对照组Col2al染色阳性率为83.3%（25/30），其中阴性（-）5例，弱阳性（+）2例，中度阳性（++）10例，强阳性（+++）13例。
两组间染色阳性率有显著性差异（P＜0.05）。
见表2。
2.3 退变腰椎间盘中Sox9表达和Col2al表达的关系退变腰椎间盘中6例Sox9阳性者中，仅1例Col2al表达阴性，而在10例Col2al表达阳性者中，5例Sox9表达阴性，二者同时阳性5例，同时阴性表达19例。
退变椎间盘中Sox9和Col2al的表达呈显著正相关（P＜0.05）。
见表3。
3 讨论随着我国老龄化社会的到来，由椎间盘退变造成的颈、腰椎疾病发病率逐渐增高，并严重影响患者生活质量。
研究发现，椎间盘退变是一系列脊柱退行性疾病的根本病理基础，其不仅表现为组织形态学的变化，而且表现为椎间盘基质生化组成与性质的系统性改变，并可直接导致椎间盘生物力学功能的减退和丧失，诱发脊柱不稳定的发生，其结局往往是椎管狭窄、脊柱节段不稳、骨赘形成、椎间盘突出及随之而来的神经根、脊髓受压等[5]，在中老年患者中，手术治疗存在风险和复发、神经功能损害等并发症。
目前来看，椎间盘退变的分子机理仍不完全清楚，但椎间盘组织中部分软骨调控相关基因表达异常导致的功能障碍与其相关[6]。
Sox9基因最早是作为早期胚胎发育相关基因而被发现[7-8]，此外，Sox9发生基因突变（包括点突变、短尾突变等），将导致短指畸形，原因为正常的软骨形成过程被扰乱[9]。
而在骨性关节炎患者，患处炎性因子表达明显增强，从而抑制Sox9基因的软骨生成作用，进一步减弱了病变软骨的再生和修复，成为炎症迁延不愈的重要原因[10]。
表明Sox9基因也是调控软骨形成和功能的重要基因。
本研究也发现在退变的人腰椎间盘组织中，Sox9的表达相对于正常椎间盘存在明显下调，同样的现象也在颈椎间盘退变标本中发生[11]，表明在Sox9的异常表达与人类椎间盘退变的确存在重要联系。
但Sox9的表达下调究竟随着年龄是线性还是跳跃性进展仍不清楚，我们倾向认为线性进展。
30～50岁之间的腰椎间盘突出发病率并不高，我们并未将之纳入研究，对此部分患者的研究可能回答上述问题，这是我们下一步工作的设想。
椎间盘的主要成分是水、胶原和蛋白多糖，正常情况下纤维环中含有60%Ⅱ型胶原和40%Ⅰ型胶原，因此胶原的退化和减少也是椎间盘退变的主要组成部分。
软骨基质Ⅱ型胶原蛋白由Col2a1基因编码[12]，我们发现退变的人腰椎间盘组织中，Col2a1的表达相对于正常椎间盘也存在明显下调，Col2a1的低表达导致Ⅱ型胶原蛋白合成减少，软骨退化，修复降低，最终引起椎间盘退变。
对于Col2a1和Sox9之间的关系，我们发现二者存在明显的正向相关，提示二者可能处于同一信号通路。
事实上Sox9可通过转位入细胞核，直接结合Col2a1的增强子、或与其他蛋白形成转录复合体结合Cola1的启动子E-box等多种方式，调控其表达[13-15]。
这些研究均表明Col2a1是Sox9的下游靶基因，转录因子Sox9基因可正向调控软骨细胞中Col2a1的表达，通过促进Ⅱ型胶原蛋白的表达而促进软骨的发育和成熟，而当退变发生Sox9基因表达降低时会下调Col2a1的表达而致Ⅱ型胶原蛋白合成减少，最终进一步加重椎间盘退变。
目前随着分子生物学等学科的迅速发展，基因治疗逐渐成为一种切实可行的治疗手段。
有学者通过腺病毒介导的瞬时转染将重组BMP2（人骨形态发生蛋白2）导入兔椎间盘退变细胞，可引起Sox9的高表达，进一步增加Col2al的表达，从而增强Ⅱ型胶原及蛋白聚糖的表达合成[16-17]。
而腺相关病毒介导的Sox9过表达可改善关节软骨的修复[18]，所以Sox9是一个逆转椎间盘退变的潜在基因治疗靶点。
我们期望通过本项目的工作，能为治疗椎间盘退变提供了一条新的思路。
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