郑 洋 郝海静 刘晓奇

基质细胞衍生因子-1(stromal cell derived factors-1，SDF-1)及其趋化因子受体(C-X-C chemokine receptor 4, CXCR4)是CXC类趋化因子亚家族的新成员，SDF-1有SDF-1α和SDF-1β两种亚型，SDF-1α为其主要亚型。SDF-1在人脑、肺、心脏、肠道、肾脏、肝脏、骨骼肌、软骨、骨髓等组织中均有表达，并且在血管内皮细胞、成骨细胞和成纤维细胞中也可以检测到SDF-1的存在。当缺血、缺氧和炎症等病理性反应以及在促血管生成等疾病，例如肿瘤中SDF-1的表达量会显著升高[1]。在组织造血过程中SDF-1也扮演了主要的角色，造血干细胞释放至外周血循环时，其在骨髓微环境中表达增高。研究表明，SDF-1/CXCR4在具有趋化作用的同时，也是其他祖细胞的生长因子。不仅如此，SDF-1/CXCR4也是T淋巴细胞的共同刺激分子，它可以通过免疫调节，参与局部抗炎等相关作用。近年来，随着SDF-1/CXCR4的研究深入，除了在其他领域的探索，在骨科疾病(如骨关节炎、腰椎间盘突出、韧带骨化、骨肿瘤)以及基因调控、骨再生及骨修复方面也受到了广泛的关注。本文将着重介绍SDF-1/CXCR4近年来在骨微环境及骨疾病方面的研究进展。

一、SDF-1/CXCR4结构特征及生物学特点

趋化因子是一类结构相似的小分子蛋白质，由于分子N-端的两个半胱氨酸的位置状态不同，所以趋化因子有4个亚类，即CXC(插入1个氨基酸残基)类、CC(不插入氨基酸残基)类、C(N端只有1个氨基酸)类和C3XC(插入3个氨基酸残基)类，而SDF-1在这4类中归于CXC类趋化因子，其基因编码序列位于10q11.1，开放读码框为270bp，由68个氨基酸构成。SDF-1α其三维结构是3条反向平行的β链，外侧是1条α螺旋。第1β链与第2β链是通过Ⅲ型转角相连，第2β链与第3β链是通过Ⅰ型转角相连，最后的β链与C末端α螺旋相连[2]。……