Роль различных сигнал-трансдукторных систем в дегенерации межпозвонковых дисков

  • Авторы: Бывальцев В.А1,2,3,4, Гаращенко Н.Е1,5, Степанов И.А1, Алдиярова Н.Т6
  • Учреждения:
    1. Иркутский государственный медицинский университет
    2. Дорожная клиническая больница на ст. Иркутск-Пассажирский ОАО «РЖД»
    3. Иркутский научный центр хирургии и травматологии
    4. Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования
    5. Иркутский национальный исследовательский технический университет
    6. Республиканский центр развития здравоохранения, Астана
  • Выпуск: Том 12, № 4 (2017)
  • Страницы: 20-25
  • Раздел: Статьи
  • Статья получена: 05.01.2023
  • Статья опубликована: 15.12.2017
  • URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/120648
  • DOI: https://doi.org/10.23868/201707025
  • ID: 120648


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В обзоре систематизированы современные литературные данные о роли различных сигнал-трансдукторных систем в дегенерации межпозвонковых дисков. Дегенерация межпозвонковых дисков является одной из основных причин боли в спине и, как следствие, утраты трудоспособности населения. Авторами изложены современные представления о молекулярно-клеточных механизмах дегенерации дисков. Дан анализ экспериментальных исследований, проводимых в мире, которые демонстрируют влияние различных цитокинов и биологически активных веществ на развитие дегенеративного заболевания межпозвонковых дисков. Обозначены актуальные, остающиеся нерешенными вопросы лечения данного заболевания, что обусловливает необходимость проведения дальнейших экспериментальных исследований, с возможностью внедрения их результатов в клиническую практику.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А Бывальцев

Иркутский государственный медицинский университет; Дорожная клиническая больница на ст. Иркутск-Пассажирский ОАО «РЖД»; Иркутский научный центр хирургии и травматологии; Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования

Email: byval75_vadim@yandex.ru

Н. Е Гаращенко

Иркутский государственный медицинский университет; Иркутский национальный исследовательский технический университет

И. А Степанов

Иркутский государственный медицинский университет

Н. Т Алдиярова

Республиканский центр развития здравоохранения, Астана

Список литературы

  1. Honglei Ren M.D., Hu Z. SIRT1 inhibits the catabolic effect of IL-1 ß through TLR2/SIRT1/NF-kB pathway in human degenerative nucleus pulposus cells. Pain physician 2016; 19: E215-26.
  2. Baxter A., Erskine H., Ferrari A. et al. Disability-adjusted life years tDALYs) for 291 diseases and injuries in 21 regions, 1990- 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010. Lancet 2013; 380(9859): 2197-223.
  3. Maidhof R., Alipui D.O., Rafiuddin A. et al. Emerging trends in biological therapy for intervertebral disc degeneration. Discov. Med. 2012; 14(79): 401-11.
  4. Qin C., Zhang B., Zhang L. et al. MyD88-dependent Toll-like receptor 4 signal pathway in intervertebral disc degeneration. Exp. Ther. Med. 2016; 12(2): 611-8.
  5. Wang Z., Fu C., Chen Y. et al. FoxC2 Enhances BMP7-mediated anabolism in nucleus pulposus cells of the intervertebral disc. PloS One 2016; 11(1): e0147764.
  6. Hwang P.Y., Chen J., Jing L. et al. The role of extracellular matrix elasticity and composition in regulating the nucleus pulposus cell phenotype in the intervertebral disc: a narrative review. J. Biomech. Eng. 2014; 136(2): 021010.
  7. Wang S.Z., Rui Y.F., Lu J. et al. Cell and molecular biology of intervertebral disc degeneration: current understanding and implications for potential therapeutic strategies. Cell Prolif. 2014; 47(5): 381-90.
  8. Деев Р.В. Новые направления в реконструкции межпозвонковых дисков - клеточная трансплантация и тканевой инженерия. Гены и клетки 2005; 2: 48-50.
  9. Liu Z.H., Huo J.L., Wu Z.G. et al. RASSF7 expression and its regulatory roles on apoptosis in human intervertebral disc degeneration. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015; 8(12): 16097.
  10. Бардонова Л.А., Белых Е.Г., Степанов И.А. и др. Роль матричных металлопротеиназ и провоспалительных цитокинов в регенерации межпозвонкового диска. Тихоокеанский медицинский журнал 2015; 4: 21-5.
  11. Nasto L.A., Seo H.Y., Robinson A.R. et al. ISSLS prize winner: inhibition of NF-kB activity ameliorates age-associated disc degeneration in a mouse model of accelerated aging. Spine (Phila Pa 1976) 2012; 37(21); 1819.
  12. Hughes S.P.F., Freemont A.J., Hukins D.W. et al. The pathogenesis of degeneration of the intervertebral disc and emerging therapies in the management of back pain. J. Bone Joint Surg. Br. 2012; 94(10): 1298-304.
  13. Takatalo J., Karppinen J., Niinimäki J. et al. Association of modic changes, Schmorl's nodes, spondylolytic defects, high-intensity zone lesions, disc herniations, and radial tears with low back symptom severity among young Finnish adults. Spine (Phila Pa 1976) 2012; 37(14): 1231-9.
  14. Samartzis D., Karppinen J., Cheung J.P. et al. Disk degeneration and low back pain: are they fat-related conditions? Global Spine J. 2013; 3(3): 133-44.
  15. Samartzis D., Karppinen J., Mok F. et al. The association of lumbar intervertebral disc degeneration on magnetic resonance imaging with body mass index in overweight and obese adults: A population-based study. Arthritis Rheumatol. 2012; 64(5): 1488-96.
  16. Samartzis D., Ito K., Wang J.C. Disk degeneration and pain. Global Spine J. 2013; 3(3): 125-6.
  17. Yang H., Yuan C., Wu C. et al. The role of TGF-ß1/Smad2/3 pathway in platelet-rich plasma in retarding intervertebral disc degeneration. J. Cell. Mol. Med. 2016; 20(8): 1542-9.
  18. Molinos M., Almeida C.R., Caldeira J. et al. Inflammation in intervertebral disc degeneration and regeneration. Journal of the Royal Society Interface 2015; 12(104): 20141191.
  19. Бывальцев В.А., Степанов И.А., Бардонова Л.А. и др. Использование стволовых клеток в терапии дегенерации межпозвонкового диска. Вестник РАМН 2016; 71(5): 359-66.
  20. Pientka F.K., Hu J., Schindler S.G. et al. Oxygen sensing by the prolyl-4-hydroxylase PHD2 within the nuclear compartment and the influence of compartmentalisation on HIF-1 signalling. J. Cell Sci. 2012; 125(21): 5168-76.
  21. Mern D.S., Fontana J., Beierfuß A. et al. A combinatorial relative mass value evaluation of endogenous bioactive proteins in three-dimensional cultured nucleus pulposus cells of herniated intervertebral discs: identification of potential target proteins for gene therapeutic approaches. PLoS One 2013; 8(11): e81467.
  22. Mern D.S., Beierfuß A., Fontana J. et al. Imbalanced protein expression patterns of anabolic, catabolic, anti-catabolic and inflammatory cytokines in degenerative cervical disc cells: new indications for gene therapeutic treatments of cervical disc diseases. PloS One 2014; 9(5): e96870.
  23. Li J.K., Nie L., Zhao Y.P. et al. IL-17 mediates inflammatory reactions via p38/c-Fos and JNK/c-Jun activation in an AP-1-dependent manner in human nucleus pulposus cells. J. Transl. Med. 2016; 14(1): 77.
  24. Zhang W., Nie L., Wang Y. et al. CCL20 secretion from the nucleus pulposus improves the recruitment of CCR6-expressing Th17 cells to degenerated IVD tissues. PloS One 2013; 8(6): e66286.
  25. Crome S.Q., Wang A.Y., Levings M.K. Translational Mini-Review Series on Th17 Cells: Function and regulation of human T helper 17 cells in health and disease. Clin. Exp. Immunol. 2010; 159(2): 109-19.
  26. Zhang W., Nie L., Guo Y.J. et al. Th17 cell frequency and IL-17 concentration correlate with pre-and postoperative pain sensation in patients with intervertebral disk degeneration. Orthopedics 2014; 37(7): e685-91.
  27. Cheng L., Fan W., Liu B. et al. Th17 lymphocyte levels are higher in patients with ruptured than non-ruptured lumbar discs, and are correlated with pain intensity. Injury 2013; 44(12): 1805-10.
  28. Yokoyama K., Hiyama A., Arai F. et al. C-Fos regulation by the MAPK and PKC pathways in intervertebral disc cells. PloS One 2013; 8(9): e73210.
  29. Moon M.H., Jeong J.K., Lee Y.J. et al. SIRT1, a class III histone deacetylase, regulates TNF-a-induced inflammation in human chondrocytes. Osteoarthritis Cartilage 2013; 21(3): 470-80.
  30. Hiyama A., Yokoyama K., Nukaga T. et al. Response to tumor necrosis factor-a mediated inflammation involving activation of prostaglandin E2 and Wnt signaling in nucleus pulposus cells. J. Orthop. Res. 2015; 33(12): 1756-68.
  31. Wang X.H., Hong X., Zhu L. et al. Tumor necrosis factor alpha promotes the proliferation of human nucleus pulposus cells via nuclear factor-кВ, c-Jun N-terminal kinase, and p38 mitogen-activated protein kinase. Exp. Biol. Med. [Maywood) 2015; 240(4): 411-7.
  32. Wang H., Tian Y., Wang J. et al. Inflammatory cytokines induce notch signaling in nucleus pulposus cells implications in intervertebral disc degeneration. J. Biol. Chem. 2013; 288(23): 16761-74.
  33. Takahashi S., Ebihara A., Kajiho H. et al. RASSF7 negatively regulates pro-apoptotic JNK signaling by inhibiting the activity of phosphorylated-MKK7. Cell Death Differ. 2011; 18(4): 645-55.
  34. Than K.D., Rahman S.U., Vanaman M.J. et al. Bone morphogenetic proteins and degenerative disk disease. Neurosurgery 2012; 70(4): 996-1002.
  35. Zieba J., Forlenza K.N., Khatra J.S. et al. TGFß and BMP dependent cell fate changes due to loss of Filamin B produces disc degeneration and progressive vertebral fusions. PLoS Genet. 2016; 12(3): e1005936.
  36. Zhongyi S., Sai Z., Chao L. et al. Effects of nuclear factor kappa B signaling pathway in human intervertebral disc degeneration. Spine (Phila Pa 1976) 2015; 40(4): 224-32.
  37. Fujita N., Chiba K., Shapiro I.M. et al. HIF-1a and HIF-2a degradation is differentially regulated in nucleus pulposus cells of the intervertebral disc. J. Bone Miner. Res. 2012; 27(2): 401-12.
  38. Fujita N., Markova D., Anderson D.G. et al. Expression of Prolyl hydroxylases (PHDs) is selectively controlled by HIF-1 and HIF-2 proteins in nucleus pulposus cells of the intervertebral disc distinct roles of PHD2 and PHD3 proteins in controlling HIF-1 a activity in hypoxia. J. Biol. Chem. 2012; 287(20): 16975-86.
  39. Keely S., Campbell E.L., Baird A.W. et al. Contribution of epithelial innate immunity to systemic protection afforded by prolyl hydroxylase inhibition in murine colitis. Mucosal Immunol. 2014; 7(1): 114-23.
  40. Бывальцев В.А., Белых Е.Г., Степанов И.А. и др. Цитокиновые механизмы дегенерации межпозвонкового диска. Сибирский медицинский журнал (Иркутск) 2015;137(6): 5-11.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2017


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах