Syndecan-4在椎间盘髓核细胞退变中生物学作用的机制研究

New researches show that Syndecan-4 can accelerate the degradation of aggrecan in the nucleus pulposus cells of intervertebral disc, leading to cell degeneration. However the precise mechanism is unknown, and in vivo study related has not been reported yet. P53 is very important transcription factor，which involved a variety of cellular biological processes. Our preliminary experimental results suggest that over-expression of Syndecan-4 significantly increased the expressions of P53 and its target genes mdm2 and P21.Therefore, we put forward the hypothesis: the Syndecan-4 leads to the intervertebral disc degeneration via P53 pathway. To test this hypothesis, we will explore the role of Syndecan-4 and the regulation mechanism of P53 signaling pathway in disc degeneration from the molecular, cell, tissue and animal levels, using Real-time PCR, Western blot, transfected, RNA interference, immunoprecipitation and others. This study will reveal the viewpoint from Syndecan-4 for disc degeneration, provide a new target for the treatment of intervertebral disc degeneration.

最新研究表明Syndecan-4可以加速椎间盘髓核细胞中蛋白聚糖的降解，导致细胞退变，但具体机制不详，相关的体内实验也未见报道。P53蛋白是一个非常重要的转录调节因子，参与细胞的多种重要的生理和病理过程。我们的预实验结果显示，过表达Syndecan-4能显著增加髓核细胞中的P53蛋白及其靶基因mdm2和P21的表达水平。为此，我们提出假说：Syndecan-4可能通过P53通路导致椎间盘髓核细胞退变。为了验证这一假说，我们将通过髓核细胞株和兔椎间盘退变模型，采用Real-time PCR、Western blot、病毒载体转染、RNA干扰、免疫共沉淀等手段，从分子、细胞、组织以及动物水平等层次探讨Syndecan-4在椎间盘髓核细胞退变中的作用，明确通过P53信号通路调控退变发生的机制。本研究将从Syndecan-4这个新视点为揭示椎间盘退变发生机制奠定基础，为椎间盘退变的诊治提供新的靶点。

椎间盘退变可引起椎间盘突出、脊柱不稳、脊髓神经根病变等疾病，给患者工作和生活带来了巨大的痛苦和不便。但是，目前的治疗方法，无论手术还是非手术均无法很好地解决椎间盘退变后病理状态的改变，且存在疗效欠佳和并发症等诸多问题。由于椎间盘结构的特殊性，目前缺乏有效治疗手段。随着基因工程技术的迅速发展，学者们开始探索应用基因工程技术在椎间盘内局部基因治疗，以减少对全身其他组织器官的不利影响，增加疗效和降低副作用。因此寻找与椎间盘退变发生更为密切的分子靶点的重要意义日益显现。Syndecan-4是硫酸乙酰肝素类的跨膜转运蛋白多糖Syndecan家族的成员之一。Syndecan-4蛋白的表达在炎症反应、创伤愈合及多种疾病状态中出现变化，它通过与细胞间基质或生长因子结合来调节下游信号通路，从而影响种多生理功能。在本项研究中，我们通过临床标本、髓核细胞株和兔椎间盘退变模型，从分子、细胞、组织以及动物水平等层次探讨Syndecan-4在椎间盘髓核细胞退变中的作用，明确信号通路调控的机制。Syndecan-4可以激活JNK信号通路，进而激活下游的p53信号通路，促进髓核细胞的退变。抑制JNK信号通路的活性，下调p53的表达，可以缓解髓核细胞的退变。在退变椎间盘内注射Syndecan-4 siRNA后，椎间盘的磁共振信号强度改善，椎间盘组织II型胶原含量明显增加，而JNK和p53阳性表达明显减少。可见椎间盘内抑制Syndecan-4的生成能延缓其退变，其机制主要是通过抑制JNK/p53途径而实现的。本研究从Syndecan-4这个新视点为揭示椎间盘退变发生机制奠定基础，为椎间盘退变的诊治提供新的靶点。