椎间盘退变引起的腰腿颈肩疼痛十分常见。临床上缺乏针对病因的治疗方法,间盘切除手术只适合少数严重的病例。椎间盘退变是复杂的生物学和生物力学变化过程,退变的分子生物学机制有待更深一步地探索。本课题拟对与人类软骨的发生形成密切相关的Sox9基因在人椎间盘不同时期、不同部位的表达对各型胶原及蛋白多糖合成的影响以及细胞因子(BMP-2)和致炎因子(Il-1)与Sox9之间的相互作用关系进行深入研究,试图揭示Sox9基因在椎间盘发生、成熟、退变突出等整个过程中所发挥的特定生物学作用及其调控机制,尝试从分子水平上促进退变椎间盘的自身修复。
在人椎间盘标本中,从新生儿到椎间盘退变髓核组织中Sox9和II型胶原基因表达水平逐渐降低,趋势相近。我们观察了骨形态发生蛋白-2(BMP-2)对具有退变表型的椎间盘细胞表达Sox9,II型胶原和蛋白聚糖的影响,以明确软骨特异性基因Sox9在椎间盘退变中发挥的作用,以期证实细胞因子BMP-2对退变椎间盘的修复作用。在传代培养的椎间盘细胞中,软骨特异性基因Sox9的mRNA和蛋白水平表达都可以被BMP-2按浓度依赖方式正向地调控;II型胶原和蛋白聚糖基因的表达也随之发生了相应的变化。表明Sox9基因在椎间盘的退变过程中发挥了一定的作用;同时提示细胞因子BMP-2对退变的椎间盘细胞具有促进的修复作用。我们也发现Sox9在IL-1刺激下细胞中表达同对照组比较有降低,这表明 NF-κB信号通路介导着IL-1对Sox9表达的调控。免疫组化、荧光显微镜和MRI检测表明,体内转染腺病毒介导的sox9基因能够增加椎间盘内II型胶原和蛋白多糖的表达,并且可以抑制椎间盘的退变进程。