作者:大连医科大学附属第一医院骨科程 孟婷
近年来,椎间盘退变(IVDD)的发生率持续提高,IVDD逐渐成为一种肌骨骼系统的高发疾病。当前IVDD的治疗方法以手术为主,药物疗法方面的研究尚为欠缺。作为椎间盘的主要细胞组成之一,髓核细胞的衰老、凋亡、自噬减退及髓核细胞合成细胞外基质(ECM)的减少等生物学活动变化,便与IVDD的发生发展有关。白藜芦醇(RSV)是广泛存在于在葡萄、苹果、蓝莓、李子和花生等物质中的一种化合物。RSV能通过干预各种信号转导通道,进而影响髓核细胞的衰老、凋亡、自噬及ECM合成等生命活动,进而形成抗机械破坏、抗氧化、抗炎和调控糖代谢等保护效应,从而实现对髓核细胞的保护和恢复,最终实现减缓IVDD发生发展进程的目的。当前RSV对于IVDD诊断方面的研发还处在初级阶段,本文就RSV通过各种信号转导通路来改变IVDD的研究进展而进行综述。
椎间盘的基本结构及IVDD的概述
椎间盘位于2个椎体之间,由位于椎间盘中心的髓核、包绕髓核的纤维环和连接椎体与椎间盘的上下软骨终板构成。由于椎间盘缺乏血管供应,因此其主要通过从椎间盘-椎体界面处的毛细血管扩散获得营养。因此,当营养不足或出现梗阻时,IVDD很容易发生。IVDD严重降低了患者的生活质量,并给家庭和社会带来巨大的经济负担。IVDD的发病原因较为复杂,过度的机械负荷、炎症反应、氧化应激反应、衰老、遗传、代谢紊乱等因素都可能会影响椎间盘的结构,并诱发椎间盘发生广泛的组织形态学变化,例如髓核纤维化、纤维环的结构紊乱等,进而导致椎间盘进一步破坏,最终引起IVDD。而RSV主要是通过抑制髓核细胞的病变,来减缓IVDD的进程。
在承受过度的机械负荷的情况下,髓核细胞内的合成代谢和分解代谢之间的平衡被严重打破,髓核细胞发生凋亡,进而诱发IVDD。炎性因子会促进ECM降解,加快IVDD的发展。当椎间盘内发生氧化应激
RSV的成分及药理作用
RSV是从大花藜芦中提取的一种多酚类植物防御素。RSV广泛分布在在葡萄、苹果、蓝莓、李子和花生等植物中。RSV具有许多生物学功能,包括抗氧化、抗炎症、抗癌及抗衰老等功能,所以RSV在治疗某些疾病方面有着潜在的作用,包括神经退变性疾病、
尽管法国人摄入大量高脂肪的食物,但与饮食习惯相似的美国等国家相比,法国人的心血管疾病发病率却处于较低水平,这一现象与传统的健康饮食理论相悖,故称“法国悖论”。虽然RSV对椎间盘细胞的生物学效应仍不清楚,但可能与以下方面有关。RSV在治愈IVDD方面的作用不仅可能与其抗氧化、抗炎症以及调节糖代谢有关,还可能与多条信号传导通路有着潜在的关联。RSV通过干预多条信号传导通道,从而干预髓核细胞的凋亡、自噬以及细胞外基质的合成等过程。这些髓核细胞凋亡是引起椎间盘发生退化的原因之一。首先,RSV可以通过干预多条信号传导通路,进而减缓髓核细胞的凋亡。其次,自噬也是一种细胞内的消除与恢复机制,能够消除损伤的细胞器和蛋白质聚集物,从而实现保持椎间盘的健康状态的目的。最后RSV还可以通过调节ECM的合成,进而影响IVDD的进展。ECM的正常水平对于维持椎间盘正常的结构与功能而言,有着关键的作用。RSV可以使ECM的合成维持在正常水平,从而降低或避免椎间盘的损伤。总之,RSV在多方面都体现出潜在的益处,对包含IVDD在内的各种病症都有着治疗潜力,因此需要开展更加深入的科学研究,以便更好地了解其作用机理及其在各种疾病状况下的实际效果。
RSV治疗IVDD的机制
延缓髓核细胞的衰老 在衰老过程中,椎间盘会经历结构、生物化学、生物力学和功能变化,这些变化可能会导致
Li等研究发现,RSV能够减轻由炎症环境诱导而发生的体外髓核细胞的衰老。Yan等发现,circ_0134111过表达通过抑制miR578促进IVDD,miR578又诱导髓核细胞中的炎症和ECM降解。在退行性椎间盘中,促炎性细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNFα)、白细胞介素(IL)1α、IL1β和IL6的表达更高,这些细胞因子促进ECM降解、趋化因子产生和细胞表型的改变,最终导致IVDD。RSV、circRNA以及促炎性细胞因子在IVDD中的作用是当前研究的热点和难点。通过深入研究这些分子的作用机制和网络关系,有望为IVDD的治疗提供新的思路和方法。
抑制髓核细胞的凋亡 在IVDD发生发展的进程中,会出现细胞凋亡增加的现象。RSV能够减少各种因素引起髓核细胞坏死,这些因素主要包括强烈的机械压缩应力、高糖、炎性因子及氧化应激损伤等。各种机械应力可诱导髓核细胞凋亡,进而引发椎间盘退变。RSV有可能延缓机械压缩应力诱导的髓核细胞衰老。Zhang等利用高强度的机械压缩应力,制造髓核细胞损伤模型。与正常髓核细胞比较,该模型的凋亡增加且细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2信号转导通道被活化,采用RSV进行干预,结果证明RSV能够控制髓核细胞凋亡并控制ERK1/2信号转导通路。这一发现为IVDD的治疗打开了全新的视角,对此需要更加深入地研究,以便更透彻地掌握其功效机理以及潜在的医学应用价值。
氧化应激是由自由基的产生与清除之间的平衡失调所引起的,平衡的打破会导致细胞受损,进而对整个生物体产生影响,诱发各种疾病,如IVDD。RSV可以减轻氧化应激下的线粒体功能障碍和细胞凋亡,并可能延缓IVDD的进展。ROS代谢主要由锰超氧化物歧化酶(MnSOD)调节,MnSOD是一种重要的抗氧化酶。RSV可以增强线粒体生物学功能,可能是通过以AMPK/SIRT1非依赖性方式使MnSOD功能障碍正常化,从而发挥其抗氧化作用,因此提高MnSOD的表达或活性可能是RSV改善IVDD的重要靶点,为通过缓解氧化应激损伤来治疗IVDD提供了方向。随着年龄的增长,IL1β和TNFα等炎性因子的水平上调,诱导ECM降解,加重IVDD的进程。炎症反应直接参与IVDD的进展,RSV能够通过抑制炎症反应,进而减缓IVDD的进程。炎症反应直接参与IVDD的进展。RSV联合17β-
激活髓核细胞的自噬 当细胞内营养缺乏时,细胞能够通过启动自噬,生成营养物质和热能,以保证细胞能够存活。自噬的激活可以改善IVDD的进展。高强度机械压缩应力会对椎间盘造成损伤,通过自噬降解受损成分可能是应对机械过载的重要方法。促进髓核细胞自噬是一种细胞自我保护机制,可清除受损或衰老的细胞器。而RSV能够通过激活髓核细胞的自噬,来缓解高强度机械压缩应力对椎间盘的损伤。氧化应激诱导的线粒体功能障碍和髓核细胞凋亡在IVDD的发生发展中起着至关重要的作用。线粒体功能障碍增加了ROS的产生,过量的ROS通过调节基质代谢、促炎性表型、自噬、衰老和椎间盘细胞的凋亡来激活IVDD。Nrf2是RSV上调GSH合成的间接靶点,Nrf2/Keap1/ARE通路在抗氧化防御系统中至关重要,Nrf2不仅参与抗氧化,而且还与自噬有关。这两种能力协同形成正反馈来抵御ROS和延缓IVDD的进展。RSV可有效下调促炎酶和基质降解酶的mRNA表达,这对于RSV抑制髓核细胞中的炎症至关重要。RSV给药控制了WNT/β-catenin通路以及相关的炎症改变,从而减轻了IVDD。RSV通过下调促炎酶和基质降解酶的mRNA表达,有效抑制了髓核细胞中的炎症,这是其在治疗IVDD中的重要作用机制之一。同时,RSV还能控制WNT/βcatenin通路,进一步减轻相关炎症改变和IVDD症状。这显示了RSV在治疗IVDD方面的巨大潜力。未来,将会有更多关于RSV作用机制的研究,特别是其在分子层面的具体作用方式和与其他信号通路的交互作用。此外,RSV与其他药物的联合应用也值得探索,以寻求更有效的治疗方案。
促进髓核细胞合成ECM 将ECM的含量维持在正常水平,对椎间盘正常功能具有重要的意义。IVDD患者会发生ECM合成减少、降解增多的状况,从而引起ECM浓度下降,打破了ECM含量的均衡,加剧了椎间盘的退变进程。高强度的机械压缩应力会损伤髓核细胞,导致髓核细胞合成的ECM减少。而RSV可以在一定程度上提高ECM的合成水平。
高强度机械压迫可使ECM含量严重下降,而RSV处理可使ECM蛋白多糖含量、生化成分(糖胺聚糖和
不足与展望
目前关于RSV在改善IVDD方面的研究虽然已经取得了一些进展,但是髓核细胞的体外培养通常在有氧环境中进行,然而实际情况下,髓核细胞在体内生存的环境是低氧的。这一差异可能会对实验结果产生一定的影响,因此需要更好地模拟体内环境以便更准确地研究RSV对IVDD的作用。除此之外,目前的研究主要集中在髓核方面,RSV对纤维环和软骨终板的影响还有待系统研究。总的来说,高强度的机械压缩应力、氧化应激反应产生的氧化自由基、炎性因子以及高糖、遗传异常、代谢改变等因素都可能引发IVDD,对人们的生活产生不利影响。RSV可以通过多条信号转导通路影响髓核细胞的各项生命活动,从而在一定程度上保护和修复髓核细胞。因此,RSV在治疗IVDD方面具有较高的研究价值,这一点是不言而喻的。未来的研究应该侧重于深入探讨这些问题,以便更好地理解RSV对IVDD的潜在治疗作用。综上所述,RSV在治疗IVDD方面具有广阔的研究前景。未来的研究应侧重于优化实验条件,深入探讨RSV的作用机制,为IVDD的治疗提供新的思路和策略。
来源:中国骨伤2026年2月第39卷第2期
(本网站所有内容,凡注明来源为“医脉通”,版权均归医脉通所有,未经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任,授权转载时须注明“来源:医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载,转载仅作观点分享,版权归原作者所有,如有侵犯版权,请及时联系我们。)