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軟骨細(xì)胞(Chondrocyte)

軟骨細(xì)胞是在健康軟骨中發(fā)現(xiàn)的唯一細(xì)胞。它們產(chǎn)生并維持軟骨基質(zhì),軟骨基質(zhì)主要由膠原蛋白和蛋白聚糖組成。雖然成軟骨細(xì)胞這個(gè)詞通常用來(lái)描述不成熟的軟骨細(xì)胞,但這個(gè)術(shù)語(yǔ)并不精確,因?yàn)檐浌羌?xì)胞的祖細(xì)胞(起源于骨髓,以一種干細(xì)胞的形式出現(xiàn))可以根據(jù)需要分化成各種類(lèi)型的細(xì)胞。當(dāng)它們分化成軟骨細(xì)胞時(shí),它們開(kāi)始是成軟骨細(xì)胞,積極地產(chǎn)生軟骨蛋白(軟骨的主要物質(zhì))的分泌物,以構(gòu)建和修復(fù)組織。本文就軟骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及標(biāo)志物作一綜述。


軟骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

軟骨細(xì)胞是軟骨中唯一的細(xì)胞類(lèi)型。由于它們?cè)谲浌侵械牟煌恢?,軟骨?xì)胞具有不同的形態(tài)。幼年軟骨細(xì)胞位于軟骨組織的表層。它們分散分布,體積小,呈橢圓形,長(zhǎng)軸平行于軟骨表面。細(xì)胞質(zhì)呈弱堿性,常見(jiàn)有不同數(shù)量的脂滴。

成熟的軟骨細(xì)胞主要分布在軟骨小凹陷中,以2-8個(gè)為一組。在電子顯微鏡下,軟骨細(xì)胞具有突起和褶皺,細(xì)胞質(zhì)中有大量的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、發(fā)達(dá)的高爾基復(fù)合體和少量線粒體。軟骨細(xì)胞埋藏在軟骨間質(zhì)中,位于一個(gè)被稱(chēng)為軟骨小腔的小腔體內(nèi)(見(jiàn)圖1)。

軟骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

圖1. 軟骨細(xì)胞的結(jié)構(gòu)


軟骨細(xì)胞(Chondrocyte)的功能

軟骨細(xì)胞是存在于軟骨中的成熟細(xì)胞。它們構(gòu)成了軟骨的細(xì)胞基質(zhì),在組織內(nèi)執(zhí)行多種功能,包括通過(guò)凝膠狀層促進(jìn)流體的交換。由于軟骨缺乏血管化,它依賴(lài)于這種交換來(lái)獲得營(yíng)養(yǎng)并排泄廢物。完全成熟的軟骨細(xì)胞往往呈圓形,它們可能會(huì)在軟骨網(wǎng)絡(luò)中的小團(tuán)體中聚集在一起。

以關(guān)節(jié)軟骨(AC)為例,與骨骺生長(zhǎng)板的軟骨細(xì)胞相比,AC的軟骨細(xì)胞扮演著不同的功能。AC的軟骨細(xì)胞有助于關(guān)節(jié)活動(dòng),而骨骺生長(zhǎng)板的軟骨細(xì)胞調(diào)節(jié)骨骺板的生長(zhǎng)。由于本文重點(diǎn)關(guān)注骨關(guān)節(jié)炎(OA),我們只涉及AC的軟骨細(xì)胞。軟骨細(xì)胞是代謝活躍的細(xì)胞,合成并周轉(zhuǎn)大量的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)成分,如膠原蛋白、糖蛋白、蛋白多糖和透明質(zhì)酸 [1] [2]。


軟骨細(xì)胞與膝關(guān)節(jié)炎

正如前面提到的,軟骨細(xì)胞在軟骨的代謝中發(fā)揮著不可替代的作用。日常生活中的奔跑、跳躍等動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的磨損。膝關(guān)節(jié)炎是由關(guān)節(jié)軟骨磨損引起的。關(guān)節(jié)軟骨是關(guān)節(jié)中最重要的結(jié)構(gòu),它具有緩沖應(yīng)力和減少摩擦等一系列關(guān)節(jié)保護(hù)功能。隨著年齡的增長(zhǎng)、反復(fù)的運(yùn)動(dòng)損傷和體內(nèi)狀況的變化,關(guān)節(jié)中積累的微創(chuàng)傷和有害物質(zhì)的堆積會(huì)導(dǎo)致軟骨受損、裂紋和脫落,最終引發(fā)膝關(guān)節(jié)炎。


軟骨細(xì)胞的標(biāo)志物

在本文的最后一節(jié)中,我們?cè)谙卤碇辛谐隽塑浌羌?xì)胞的最常見(jiàn)標(biāo)志物。軟骨細(xì)胞標(biāo)志物是指幾種特殊的蛋白質(zhì),用于區(qū)分軟骨細(xì)胞與其他細(xì)胞類(lèi)型。

ACAN ANXA6 CD151 CD29 CD44 CEP68 CHI3L1 CHI3L2
COL10A1 COL1A2 COL9A1 COMP CTSB IGF1 IGF2 ITGA3
MIA MMP13 PCNA SDC3 SOX9 SPARC

參考文獻(xiàn):

[1] Hemanth Akkiraju and Anja Nohe. Role of Chondrocytes in Cartilage Formation, Progression of Osteoarthritis and Cartilage Regeneration [J]. J Dev Biol. 2015;3(4):177-192.

[2] Archer CW, Francis-West P. The chondrocyte [J]. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2003;35:401–404.

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