成都华西华科研究所研发生产定量CT QCT骨密度体模软件分析系统软骨细胞凋亡因素与QCT骨密度体模软件检测骨密度方法

闌亡的诱导因素包括：一氧化氮等氧自由基的过度 产生、Fas与Fas配体（FasIJ结合、软骨细胞肥大、细胞外 基质缺乏、细胞粘附缺陷等。影响调亡的因索主要有下 列几种

1.      细胞外基质成分软骨细胞外基质中不同成分 的相互作用对软#细胞的生存冇调节作用，ECM能够避 免或减少软骨细胞的凋亡。软#与ECM的相互作用特 别楚与ECM中的胶原纤维（collagen febril)的相互作用是 促进软骨细胞聚集及抑制其凋亡的基本条件。软骨细胞 与胶原的相瓦作用是通过P-整合累（integrin beu)来介 导的，这种介导能保护软骨细胞免于凋亡。但是，软骨基 质降解产物的异常聚集反而诱导软骨细胞的凋亡，软骨 细胞的凋亡又使软骨基质分泌史少，史加M 了关节软骨 的损伤，从而形成一种恶性循环。退变软骨中丨丨、m、iv、 IX、XI型胶原合成障碍，软骨基质的变化也可影响软骨细 胞凋亡。在缺少n型胶原的纯合子转基因小鼠关节内软 骨细胞发生调亡，推测n型胶原缺少的软骨细胞间基质 不能供养软骨细胞，而促使其凋亡。退变的软骨中有细 胞凋亡存在的区域，蛋白多糖明显减少，而且还伴有基质 的降解，软#细胞凋亡越多的区域，基质降解越严m。

2.      —氧化氮一氧化氮（no)有调节软骨细胞功能 的作用，其产生与软伢细胞凋亡密切相关。临床调査表 明骨关节病（osteoarthritis, OA)患者的血清和关节滑液 中NO含《增高，且关节滑液中的NO 乂明显卨于血淸〇 动物实验也S示OA动物关节滑液中的NO含SM著高 于正常对照，且与软伢退变的严電程度呈正相关。OA关 节中NO的产生主要来源于关节软骨细胞和滑膜细胞， 关节中增加的炎性因子刺激软骨细胞和滑膜细胞诱导型 一氧化氮合酶（iNOS)的表达，产生NO。OA关节滑液中 含t增高的NOriJ诱导软钟细胞凋亡。有研究衣明硝普 钠等NO供体产生的外源性NO可诱导培养的软骨细胞 閧亡；由d介索-1(丨L-1)、脂多糖（LPS)等NO诱导剂 复合物诱导的内源性NO在和N-乙酰半胱氨酸、二甲 亚砜等氧自由基淸除剂馄合时，也可使软骨细胞发生凋 亡，并可被NOS抑制剂L -硝基-梢気酸甲酯（L - NAME)抑制。采用切断前交叉韧带方法诱导出的兔膝 关节炎，胫骨远端、股付近端的关节软骨可产生含t较商 的NO和软骨细胞凋亡，且软背细胞凋亡的数檄有随NO

含最增高而软骨细胞凋亡增多的趋势。动物实验、人体研究均证实，在包括人关节软骨细胞在内的多种凋亡细 胞屮，iNOS表达强烈，N(XS抑制剂除能抑制iNOSmRNA 表达及NO生成外，还可部分或仝部抑制细胞凋亡；NO 供体如硝苻钠可促进细胞凋亡。

3.      Fas Fas即CD95分子，是I型膜蛋白，属肿瘤坏 死因f(TNF)受体家族成员。许多细胞表达Fas,而Fas 配体（Fas ligand, FasIJ只在激活T淋巴细胞时表达。 FasL是II型膜蛋白，厲肿瘤坏死因子家族成员。当Fas 与FasL或Fas抗体结合时，Fas可向细胞传递“死亡信 号”，诱导Fas阳性细胞在数小时内死亡。此过程受P53、 Bcl-2及可溶性的Fas抗原调节。正常人及OA患者的 软骨中均有Fas表达，但不见FasL表达。Fas抗体和 FasL可使软骨细胞凋亡。将分离出的人正常关节软骨 细胞分成两组，一组加人Fas抗体，一组加人小鼠丨gM， Fas抗体组有丨8.7%的细胞发生凋亡，小鼠丨gM组只有 10%的细胞调亡。在类风湿性关节炎（rheumatoid arthri­tis, RA) 患者的关节滑液和滑膜组织中发现 Fas 配体，而 且Fas/FasLh介导的软骨细胞凋亡在关节损伤中起重要 作用

4.      Bcl-2 Bd-2基W玷在滤泡性淋巴瘤细胞中染

色体易位t(〖4:1 8)断点上发现的一种原癌基因，具有抑 制细胞凋亡和延长细胞寿命的功能。Bd-2是一种抗凋 亡的蛋白，Bd-2的过里表达可抑制Fas介导的细胞凋 亡。在培养的软骨细胞中，丨L-        能诱导Bd-2的表

达，Be•卜2在止常关节软骨中的表达较OA患者尚，OA 患者中NO供体抑制Bd-2的表达，促使软骨细胞易发 生线粒体途径的凋亡。PTHrP过度表达的转基因小鼠 Bd-2表达水平下降，软骨n發胶肤减少的小鼠Bcl-2 表达水平也下降。但同其他细胞一样，软骨细胞的存活 依赖于癌基因之间的平衡，Bcl-2的表达与细胞凋亡减 少有关，Bd-2的这种作用由Bax来调节。Bax与Bel -2 有21%的同源性，与Be卜2的作用相反。Bax具有诱导 细胞凋亡的功能。如Bd-2过贵，形成Bd-2二聚体， 细胞就可存活，如Bax过铒，形成Bax二聚体，细胞就会 发生猢亡。但正如前述一样，软骨细胞的存活依赖于癌 基因之间的平衡，其他如C-MYC,P53等。

5. IL- 1丨L- 1娃一种炎症介质，分子质毋约 12~15kn,足炎症反应的启动因索。IL-1可由多种细 胞产生，如软骨细胞、滑膜细胞、巨哦细胞等，可分为 IL-la和丨L-lp两种亚型。丨L-lp是细胞外IL-1的 主要成分。丨L-10受体在OA软骨细胞t的表达高于正 常软骨细胞，提示OA可能与丨L-lp作用有关。目前研 究证实IL-1能剌激成纤维细胞、软#细胞和滑膜细胞 分泌前列腺家^(PGEJ、胶原酶和基质金属蛋白酶，加 速软骨基质中蛋白多糖和丨丨型胶原的降解，并抑制蛋白 多糖和丨丨型胶扳的合成，抑制D型前胶原mRNA的表 达，参与了软骨的退变和破坏。

6.IL-8丨L-8也是一种重要的炎症介质，可由软 骨细胞和巨噬细胞分泌。丨L-8趟人体内最强的中性粒

细胞趋化因子，可增加软骨细胞表面白细胞黏附分子的 表达，促使白细胞聚集，从而导致软骨细胞损伤，基质 降解。

7.      TNFa TNFa与丨L-1的生物学效应类似，可促 进成纤维细胞、软骨细胞分泌PGE2和多种胶原酶，对软 骨细胞及基质有损伤作用，但其生物学活性却比IL- 1 低约10 0倍。TNFa诱导滑膜细胞、软骨细胞分泌1L- lp,在OA的发病中与丨L-丨0起者协同作用。

8.      前列腺家 ( Prostaglandin & , PGEa )前列腺索 E^PGE：)对正常或病理状态下软骨细胞的增飱分化等 生物学过程有重要的调控作用。PG&在体外实验中能 诱导软骨细胞凋亡，其诱导凋亡作用可能是通过cAMP 依赖途径而发挥的。

9.      可聚蛋白多糠G,区可聚蛋白多糖（Aggreom) 是软骨中主要的蛋白多糖，由G,、IGD、G₂、CS、G,区组 成。它连接蛋白多糖和透明质酸（HA>形成三聚体复合 物，这种复合结构对于维持软骨基质三维网架的稳定性 非常重要。在OA中，软骨基质降解的主要特点之一是 可聚蛋白多糖的降解，其大多数降解片段进人循环系统， 但G,区由于能与HA结合，故得以在滑液和软骨中存 留、聚集。G, K高表达可导致细胞-细胞间、细胞-基 质间的相互粘附作用下降，而低粘附的细胞呈现高死亡 率，11二者呈正相关关系，提示G,结果通过破坏细胞- 基质间相互作用的稳定性而引起细狍凋亡。G,区高表 达还可出现于关节创伤的早期阶段及老年人的关节软骨 中。这些研究提示^区是通过降低软佴细胞间粘附作 用来诱导其凋亡，但具体机制仍需深人探索。

10.    辑酸盐离子鱗酸盐离子（inorganic phosphate, Pi)是软脊内矿化过程中的土要离子之一，能显著诱导软 骨细胞的凋亡。近来一些研究表明，软骨细胞的分裂呈 非对称性，即分裂的软骨细胞首先成为一个有活性的细 胞和一个凋亡细胞。有活性的细胞进入细胞周期以后逐 渐成为成骨样细胞并完成陷窝内类骨样基质的合成和陷 窝内骨基质的矿化过程，而凋亡的软骨细胞区域糖蛋白 减少。用体外培养的胚胎软骨细胞来模拟生长板软骨的 骨化过程，发现无机磷能显著诱导软骨细胞的凋亡，并有 剂M、时相依赖关系；3mM的Pi在48h内能使软#细胞 的凋亡增加30.0% .如果降低剂M,此效应则在48h后出 现。Pi只能诱导终末分化的软骨细胞发生凋亡，而对〒- 期发育的软骨细胞则无明显作用。因此，这一过程对软 骨细胞的成熟、基质矿化过程发挥了 t要的作用。

骺软骨细胞的肥大、成熟分化伴随着线粒体功能的 丧失以及Bd-2表达的下降，促使软#细胞对凋亡信号 非常敏感；此时如果骺软骨M部性Pi浓度升商就可触发 软#细胞的凋亡。运用流式细胞仪和激光共聚焦M傲镜 观察到肥大软骨细胞的线粒体胰电位下降，分析其电子 传输链，显示线粒体处于被氧化状态，表明能贵产生发生 障碍。虽然应用逆转录酶链反应（reversetranscripiion polymerasechainreaction，RT - PCR)显示有 Bel - 2 转录， 但免疫组化检测发现Bd-2的表达水平较低。

11.其他影响因索在软骨发舞中新近发现的与软 骨细胞凋亡相关的基因有特异性生长抑制基因2(gmwth arrest special gene，gasz )和连接蛋白基因（Linkprotein- g_ene)。特异性生长抑制基因2在肢体发育中调控软骨 细胞的增殖与分化，并且G_aS2编码的_多肽作为自 杀酶(caspaseenzyme)的底物，被自杀酶切掉Gasj多肽的 碳末端部分，从而变为活性状态，执行软#细胞的凋亡程 序。连接蛋白基因对软#发育中蛋白多糖的聚集和肥大 软骨细胞的排列和凋亡有重要影响。一些细胞因子参与 了软骨细胞的凋亡进程，其中以NO和PG&以及 TNF-a最为显著。体外实验表明，N0能诱导软骨细胞 调亡，TNF- 〇(的不适激活（inappropriate activation)也能 诱导软付细胞的凋亡。用牛关节软骨细胞作体外单层培 养，加人外源性的PGE2能够诱导出典型的软骨细胞 m亡。成都华西华科研究所研发生产QCT定量CT骨密度体模软件分析系统  
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