[发明专利]ZIP8作为腰椎间盘退变治疗靶点的应用

说明书

本发明提供了一种ZIP8作为生物靶点治疗腰椎间盘退变的应用、ZIP8干扰剂及ZIP8干扰剂治疗椎间盘退变的应用。本发明实验发现：ZIP8在腰椎间盘退变大鼠的髓核细胞中表达增高，而在正常大鼠的髓核细胞中维持正常表达水平。相比第二代大鼠髓核细胞，传代至第六代的髓核细胞ZIP8的表达量显著上升。首次证实干扰ZIP8能够抵抗针刺模型的椎间盘退变。首次证实干扰ZIP8能够减少髓核细胞内锌离子浓度，增加细胞外基质总量。首次证实ZIP8调控髓核退变的机制，包括增加细胞内锌离子浓度和促进细胞外基质降解。

技术领域

本发明属于生物检测及生物医药技术领域，具体涉及ZIP8作为生物靶点治疗腰椎间盘退变的应用，以及ZIP8干扰剂及ZIP8干扰剂的应用。

背景技术

随着我国经济的腾飞和老龄化进程的加速，腰椎间盘退变(Lumbarintervertebral disc degeneration，LIDD)的患病率维持在较高水平，是一种严重危害人民健康的慢性疾病。科学研究表明：正常时，细胞外基质合成和降解代谢的水平维持相对平衡；退变时，椎间盘退变的致病因素如异常应力和炎症因子作用于椎间盘时，代谢出现失平衡。髓核细胞外基质合成和降解的失平衡是椎间盘退变的核心病理生理改变。而降解细胞外基质的是髓核细胞分泌的各种金属蛋白酶(MMP)，主要由MMP-1，-2，-3，-8，-9，-13，ADAMTS-4和-5等构成。当退变发生时，这些金属蛋白酶的表达量升高，导致细胞外基质被大量降解。细胞合成金属蛋白酶的水平将会决定细胞外基质的量的多少。减少细胞外金属蛋白酶的合成可以减少细胞外基质的降解，有利于髓核组织代谢的平衡，维持椎间盘的基本生理功能。金属蛋白酶含有一个高度保守的结构，这个结构由一个含有Zn2+的催化结构域和一个具有自我抑制作用的前结构域构成。前结构域上有一个保守的半胱氨酸残基，其与位于活性位置的Zn2+相互作用，从而抑制催化作用。当前结构域失去稳定或者被清除后，催化结构域可以发挥降解各种蛋白的作用。因此Zn2+是构成金属蛋白酶的重要金属离子，并且在催化蛋白降解的过程中发挥重要的作用。细胞内Zn2+水平的主要由细胞膜和细胞器膜上的两类Zn2+转运体蛋白家族调控，分别是Slc30a家族(ZNP)和Slc39a家族(ZIP)。ZNP家族主要负责将细胞

胞浆中的Zn2+转运到细胞外或者细胞质内的囊泡中，而ZIP蛋白家族主要负责将细胞外的或者细胞质内囊泡中的Zn2+转运到胞浆中。

国内外学者近几年的研究表明：ZIP8，ZIP13和ZIP14是三种主要的参与软骨生长，成熟和关节退变相关的Zn2+转运体。关节软骨以及关节的退变与腰椎间盘的退变具有一定的相似性。

我们通过Real-time PCR筛选发现在髓核组织和髓核细胞上表达的主要是ZIP-8，并且Zn²⁺和ZIP-8介导了炎症因子作用下的金属蛋白酶的升高，这些结果证明炎症因子可以刺激ZIP8和Zn²⁺水平升高从而导致金属蛋白酶表达量明显增加。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种ZIP8作为腰椎间盘退变症治疗靶点的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明发现退变髓核细胞中ZIP8表达明显上调，正常对照组ZIP8表达未上调。针刺模型发现，干扰ZIP8的椎间盘退变较对照组明显减轻，提示干扰ZIP8能够抵抗针刺模型导致的椎间盘退变。细胞实验证实，干扰ZIP8的表达能够抑制髓核细胞Zn2+的内流，增加髓核细胞外基质总量。

本发明的第一方面，提供了ZIP8作为腰椎间盘退变治疗靶点的应用，并提供了抑制ZIP8抵抗椎间盘退变的可能机制，可以通过干扰技术下调证针刺模型ZIP8蛋白的表达，从而治疗椎间盘退变。