软骨细胞

软骨膜细胞是原位间充质祖细胞的名称，其通过软骨内骨化，将在生长的软骨基质中形成软骨细胞。它们的另一个名称是软骨下皮质海绵状祖细胞。它们具有常染色质核和碱性染料染色。

这些细胞在软骨形成中极为重要，因为它们在形成最终形成软骨的软骨细胞和软骨基质中发挥作用。该术语的使用在技术上是不准确的，因为间充质祖细胞在技术上也可以分化为成骨细胞或脂肪。当成软骨细胞将自身嵌入由蛋白多糖和胶原纤维组成的软骨基质中，直到它们位于基质空隙中时，它们就被称为软骨细胞。一旦它们将自己嵌入软骨基质中，它们就会通过生长更多的软骨细胞外基质而不是进一步分裂来生长软骨基质。

在成人和发育中的成人中，大多数成软骨细胞位于软骨膜中。这是一层薄薄的结缔组织，可保护软骨，并且是在激素（如GH、TH和糖胺聚糖）的提示下，成软骨细胞帮助扩大软骨大小的地方。它们位于软骨膜上，因为软骨膜位于发育中的骨骼外侧，不像内部那样被大量包裹在软骨细胞外基质中，并且因为这里是毛细血管所在的位置。由成软骨细胞维持的生长类型称为同位骨生长并增加受影响组织的出生。需要注意的是软骨膜是重要的，并且因此软骨细胞，未在上找到的关节软骨的表面关节。

成软骨细胞分泌的细胞外基质由纤维、胶原蛋白、透明质酸、蛋白聚糖、糖蛋白、水和许多大分子组成。在完成的软骨中，胶原纤维占体积的10-20%，水占65-80%，蛋白多糖-透明质酸聚集了剩余的部分。由于成软骨细胞的增殖特性，与完整的软骨中通常发现的相比，细胞构成了更大的组成部分。

II型胶原纤维负责为未来的软骨基质提供拉伸强度。这些纤维的结构，像大多数胶原纤维一样，形成三螺旋结构。

蛋白聚糖抵抗通常施加在软骨上的压缩，并产生膨胀压力，负责保护基质免受压缩载荷的应力。它们附着在多达100个硫酸软骨素分子和多达50个硫酸角质素糖胺聚糖链上。这些链一起连接到透明质酸骨架上，透明质酸骨架与胶原纤维一起形成间质纤维内空间，其中水被蛋白多糖的负电荷保持在其中。

顾名思义，间充质祖细胞起源于中胚层。这些细胞，来源于中胚层形成的情况下，特别是从形成胚胎干细胞通过诱导通过BMP4和成纤维细胞生长因子FGF2，而胎儿是子宫内。有人提出用这些生长因子分化胚胎干细胞可以防止干细胞在注射到潜在患者体内后形成畸胎瘤或干细胞引起的肿瘤。

该过程的一个重要遗传成分是Sox9，一种HMG盒转录因子，它标记了用于软骨分化的祖细胞。Sox9基因的失活将导致所有软骨的丧失，从而导致成软骨细胞的形成。该因素也与Sox5和Sox6一起表示。

Runx2是软骨母细胞形成的另一个重要遗传成分。已经发现表达该基因将导致成软骨细胞分化的抑制。该基因的表达还将促使已经形成的软骨经历软骨内骨化，这将促使软骨形成骨。

这里需要注意的是，这些基因并不是决定成软骨细胞是否形成的xxx因素。这些基因的一般失活或激活不会将所有受影响的细胞变成一种或另一种类型。外在环境因素在决定任何特定间充质祖细胞将形成何种细胞类型时起上游作用。

Wnt14由Col2a1控制，并通过β-Catenin介导的Wnt通路。较高水平的Wnt14阻止软骨细胞分化，而较低水平的Wnt14似乎允许它。如果Wnt/β-Catenin通路上调，则促进软骨内骨化，从而促进形成的软骨的骨化。该途径是典型的Wnt途径，因为一旦Wnt14信号传导启动，β-连环蛋白就会积累。在Wnt14启动后，通常会标记蛋白质破坏的β-连环蛋白的磷酸化被抑制，从而使其积累并最终进入细胞核与LEF/TCF转录因子结合，导致任何残留的磷酸化β-连环蛋白的破坏以及间充质祖细胞分化为成骨细胞。

对该通路的测试表明，Wnt/β-Catenin在Runx2和Osx转录因子激活之前增加β-Catenin水平，这似乎表明早期β-Catenin水平可能是早期间充质祖细胞是否会进展为软骨细胞或成骨细胞。

视黄酸是类视色素分子家族的一部分，需要被抑制才能形成软骨细胞。2003年的一项研究使用具有弱的组成型活性视黄酸受体的转基因小鼠，发现类视黄醇将细胞维持在凝集内，处于软骨形成前的间充质细胞状态，从而防止细胞分化。也有人提出抑制受体介导的类视色素信号诱导Sox9表达，这被认为是成软骨细胞分化的“主开关”。

软骨细胞的分化中具有高压缩的环境是有利的力和低局部氧气压力，其结合以抑制蛋白3，其抑制软骨分化的蛋白质。这些偏好很重要，因为成熟的软骨组织是无血管的，因此不适合高氧环境。

每当软骨细胞被机械力破坏时，成软骨细胞就会迁移到软骨。剩余的软骨细胞分裂以形成更多的成软骨细胞。HMGB-1是一种促进软骨细胞分裂的生长因子，而晚期糖基化产物(RAGE)的受体则介导趋化性以清除由损伤引起的细胞碎片。然后成软骨细胞在自身周围分泌软骨基质，以重建丢失的软骨组织。

然而，对于患者护理而言，再生仍然太慢，无法有效地依赖这种修复机制。与人体的其他结缔组织相比，软骨的相对无血管性质造成了无法从损伤中快速再生的部分原因。

有时会形成软骨母细胞瘤，这是一种良性肿瘤，由于软骨母细胞的过度刺激而在软骨内骨化部位形成。当它们形成时，它们通常出现在上胫骨或下胫骨以及上肱骨，那里的软骨细胞活动最为明显。很少，它们可以在脚、手、扁骨或脊柱上找到。30-50%的这些肉瘤伴有类似良性的骨母细胞瘤。

软骨肉瘤是一种恶性程度更高的肿瘤，但大多数是低级别肿瘤，常出现在中轴骨骼区域。它占美国骨骼系统肿瘤的20%。