作者：杨述华
出版社：人民卫生出版社
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骨科学教程试读：
版权页图书在版编目(CIP)数据
骨科学教程/杨述华主编.—北京:人民卫生出版社，2014
ISBN 978-7-117-18971-2
Ⅰ.①骨… Ⅱ.①杨… Ⅲ.①骨科学－教材 Ⅳ.①R68
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主 编：杨述华
出版发行：人民卫生出版社有限公司 人民卫生电子音像出版社有限公司
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标准书号：ISBN 978-7-117-18971-2
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肖 飞 李 强前 言
目前不乏骨科领域内各种参考书，但对大多数本科学生来说仅有外科学教材中骨科部分内容，显得不够;对于理论知识相对贫乏的骨科研究生需更进一步了解和掌握骨科相关知识;对于年轻的骨科医生们，同样需要较为全面的、系统的、理论联系实践的学习，既要理论上继续充电，又要在临床实践中有一本骨科手术规范操作指导性的工具书。此外，随着骨科日新月异的发展，对不同级别骨科医生们，也迫切需要随时获得信息，更新专业知识。
编者在多年的教学和临床实践中观察到有必要编写更为全面，涵盖骨科理论、临床罕见病、手术规范操作及最新进展，可称其为“骨科词典”的大型参考书。可供本科学生，硕士、博士研究生、进修医生，临床住院医师培训医生和年轻骨科医生及不同资历的骨科医生们查阅参考。故在本书内容的安排中，全书共分16部分93章，前15章主要介绍了骨科的基础知识，基本理论，基本诊疗方法，基本临床操作技术，这部分内容是普通医科学生所必须掌握的内容。自16章起，从骨折创伤治疗开始，全面地介绍了骨科的临床疾病的诊断和治疗，包括常见病和疑难罕见病，几乎可以作为骨科疾病的一部参考词典，这部分将有助于骨科研究生、临床住院医生培训的学生、进修医生以及年轻的骨科临床医生系统全面地掌握骨科疾病的诊断和治疗。自65章起，着重介绍了骨科关节、脊柱和肿瘤领域常见手术的规范化操作和部分尖端手术技术，尤其是提供了大量国内外先进的手术技术信息，这部分将有助于骨科青、中年医生，尤其是已经划分了骨科亚专业的高年资骨科医生的学习和提高。
另外，本书与其他教材参考书不同的是，该书由多学科专家共同参与完成，其中包括影像学、核医学、超声学，还特别邀请了清华大学材料学的专家们参与编写。更为珍贵的是，本书由国内重点大专院校附属医院临床经验极其丰富的著名专家、教授，同时还邀请了来自美国及德国的骨科专家共同参与编写，因而使该书更具权威性和可读性。
经过3年的构思，收集资料，通过一百多位教授或博士编者的辛勤劳动，该书终于可与读者见面了。作为主编，本人颇感欣慰。在此，衷心的感谢参编者献出宝贵才华和参与本书编写过程中作出的巨大贡献。同时也感谢我的研究生们为本书编写所做的工作，如魏兵博士收集书中相当一部分具有真实、典型、参考性较强的图片(本书中所收集的图片，均为编者单位的长期积累)，感谢郑东博士，刘先哲博士，曹发奇博士为编辑本书付出的辛勤汗水。杨述华华中科技大学同济医学院附属协和医院2013年11月于武汉第一部分 骨科基础知识第一章 骨发育、形成、结构、代谢和生理 Development，Formation，Structure，Metabolism and Physiological Function of Bone
骨与关节属结缔组织，起源于胚胎期中胚层间充质。生理状态下的特异性基因活动及其调节因素，使获得了某些发育特征的胚胎间充质细胞，通过募集、增殖、发育，形成组织特异性细胞群体并具备向成纤维细胞、成骨细胞、软骨细胞、网织细胞等多方向分化潜能的性质。其中，参与骨与关节形成的细胞系则是在这种干细胞群所营造的胚基基础上分裂、增殖，定向性分化为成骨细胞或软骨细胞，并通过有序且规律的特异表型表达、功能转换和细胞凋亡等过程而形成骨或软骨组织。第一节 长骨发育及形成 Development and Formation of Long Bone上海交通大学附属瑞金医院 邓廉夫
正常骨骼包括脊椎中轴和两对附肢，共206块。以骨的组织类型为基础结构，据其最终形状分为长骨、短骨、扁平骨和不规则骨等四种。胚胎长骨发生、发育的基本过程
胚胎最初几周，在内、外胚层间的中胚层有一些散在、疏松的多功能性间充质细胞。其中，中胚层外侧板的间充质细胞随胚龄增加而逐渐向外侧移动、聚集，在胚胎表皮下隆起，形成肢芽。上肢肢芽的“小隆起样”间充质细胞及其聚集物在胚胎的第4周初，首先出现在相对于颈～胸体节的外侧壁上;随上肢肢芽出现数天后，下肢肢芽于51正对腰～腰及骶～骶体节部位出现。每个肢芽都有一个内在的中3513胚层核心和外在的外胚层假复层柱状上皮帽所构成。外在的外胚层假复层柱状上皮帽，称为顶端外胚层嵴。顶端外胚层嵴既影响着中胚层核心的间充质细胞增殖、分化进程，还对肢芽进一步发育和生长起着支持和诱导作用，引导着鳍状肢芽延长并最终在末端呈扁平形而成为桨状的手板和足板。如果采用手术方法去除顶端外胚层嵴，肢体则停止继续发育。
在胚胎的第2周，占据肢芽核心的中胚层间充质细胞，开始向软骨细胞分化，按近端-远端顺序，软骨细胞逐渐替代间充质细胞，在未来关节处分化为关节软骨的浅表面限制区。约在胚胎的第5周，肢芽中的间充质细胞体积进一步增殖、体积变大，并高度集中，分化为软骨生成细胞(软骨细胞)的数量也明显增加。细胞产生的Ⅱ型胶原和蛋白聚糖基质成分沉积于细胞之间，形成透明软骨组织，其周围被覆未分化的间充质细胞，构成软骨膜。至胚胎的第6周，以透明软骨为主体的长骨的最早期软骨雏形基本形成。在第7周早期，除了远端指骨以外的所有上肢骨骼都已透明软骨化。软骨雏形内部的软骨细胞增殖，使其在纵轴方向不断增长;软骨膜的内层间充质细胞不断分化为软骨细胞，从而使其变粗。在胚胎期第8周，长骨开始通过软骨内骨化(初级骨化中心)和周围性骨化(骨领)两个过程，透明软骨逐渐被骨组织所替代。在透明软骨被代替过程中，由随骨外膜血管侵入的未分化间充质细胞而演变成的成骨细胞，起着关键作用。
人类四肢的发育过程中，近远轴有着高度极化性。先由肩/髋区的单个骨(肱骨/股骨)起始，在一个关节后，出现两根附肢骨，并向外扩增形成多骨(掌/足)。这种极化现象可据Bessel多元方程式竞争性形态原的浓度加以解释。到胚胎的第33天，肩、上臂、前臂和桨状手板已成形，其软骨化过程亦是由肢体近端向远端渐序进行的，肱骨和尺、桡骨软骨化通常开始于胚胎的第6周初。下肢和足的成形以及软骨化，较上肢略迟几天。肢体的前后轴(如从拇指至小指)发育的极化现象是由一个叫做极性活动区的特殊区域造成的。在极性活动区形成的维A酸和hedgehog蛋白被认为起着引导作用。
第7周时的桨状手板和足板，因指(趾)板区间充质细胞逐渐被软骨细胞及其形成的基质所替代而增厚，使手指(足趾)的形态逐步显现出来。其后，因一系列凋亡过程，指(趾)间区的间充质细胞开始渐渐消失，以至指(趾)间完全分离。Reaper基因被认为编码一小段多肽，从而控制这一凋亡过程。
足在发育过程中，曾有一段时期呈“马蹄”样，处于旋后、内收位置，外观像一个畸形足。到胚胎第11周，随着踝关节活动的增加，逐渐回至中立位。另一个现象是在胚胎第9、10周时，软骨性距跟骨骨桥在距骨柱区的发生率很高，但在出生时大多数骨桥即已消失。
肢芽伸出时与肢体成直角，上下肢的长轴几乎平行，但由于外胚层细胞与中胚层细胞的分化和增殖率不同，肢体逐渐开始旋转并在肘和膝的位置轻度屈曲。上肢外旋使前臂屈肌和伸肌分列于内外侧，拇指和肘部分别向前和向后。下肢内旋使伸肌位于腹侧，屈肌位于背侧。最后，子宫的塑形作用与肢体旋转作用配合，将肢体置于正常位置并赋予其一定的屈曲度。骨形成的方式
骨发生、发育以及生长与骨形成处于交替的状态，在骨发生的胚胎间充质原基上，只有保持骨形成的正常生理进程，骨才能得以发育和生长。骨形成包括膜内成骨和软骨内成骨两种方式。膜内成骨是在间充质细胞分化的原始结缔组织膜内发生的，又称膜内化骨;软骨内成骨是长骨间充质雏形内的间充质细胞先分化为软骨细胞，并进而形成软骨雏形，继之软骨组织逐渐由骨组织替代。虽然这两种骨形成的方式不同，但都包括因成骨细胞生成而进行的骨形成和因破骨细胞生成而进行的骨的吸收与改建等基本过程。
(一)膜内成骨
虽然，膜内成骨主要是颅骨、面颅、部分锁骨和下颌骨等形成的骨形成方式，但膜内成骨也参与中轴骨和四肢骨的形成及其改建过程。
在骨发生部位，中胚层间充质细胞连同细胞外基质成分形成富有血管的胚胎性结缔组织膜，其中的间充质细胞在接受了适当的诱导信号刺激后，细胞变圆、体积增大，细胞质内含丰富的内质网、核糖体和高尔基复合体等而呈蛋白分泌旺盛相，进而分化发育成为成骨细胞。成骨细胞开始在结缔组织组织膜内成骨，这一部位称为骨化中心。骨化中心及其周边的间充质细胞不断分化为成骨细胞，使成骨细胞数量逐渐增多，形成成骨细胞群。成群的成骨细胞分泌细胞外基质，随细胞外基质的增加，成骨细胞被包埋其中，形成类骨质。钙磷结晶体等无机盐沉积于类骨质，成为骨组织。细胞内高浓度的碱性磷酸酶和类骨质中基质小泡的出现标志着骨化的开始。新生骨组织(骨质)为不规则的针状或片状，由骨化中心向四周扩展，使形成的骨组织面积越来越大，相互连续成网，其间有许多腔隙，成为骨小梁状结构，即为原始骨松质。这种骨质缺乏骨板样结构，骨盐也少。原始骨松质的表面覆有的成骨细胞，形成新的骨基质，并在原有骨支架上沉着形成新的骨基质层，该过程重复进行，使骨质层层堆积，使骨小梁不断增粗。增粗的骨小梁相互合并，形成密质骨板。当新骨在某些表面上形成时，在另一些表面上的过量骨被破骨细胞吸收、移除，改建就是这一过程的净结果。持续同一位置的生长并伴随着骨小梁的改建，使骨的尺寸增加，重塑了骨的形成。密质骨板内部改建形成哈佛系统;组成骨小梁的内外骨板间的骨组织仍保留松质骨，其中的间充质成分分化为骨髓组织。在骨小梁表面的间充质细胞分化为骨膜。被矿化骨质完全包埋的成骨细胞，表现为低功能状态或处于活性静止状态，演变成为骨细胞。
(二)软骨内成骨
软骨内成骨是长骨、短骨和某些不规则骨形成的主要的形式。
在长骨发生的部位，中胚层间充质细胞增殖并高密度聚集，形成具备骨的轮廓的间充质雏形。随胚胎发育，骨的间充质雏形内的细胞不断分化为软骨细胞，软骨细胞分泌细胞外基质，随这一过程的进展，逐渐形成与未来骨形状基本一致的软骨雏形。软骨雏形周围的间充质组织很快分化并形成一层膜，即软骨膜。软骨雏形内的软骨细胞随胚体的发育、生长而分裂、增殖并形成细胞外基质，使软骨雏形在纵轴上增长。在软骨雏形的中段(即未来的骨干部)的软骨膜开始以膜内成骨的方式生成骨组织，环绕软骨的中段，形如领圈，称为骨领。开始时的骨领又薄又短，以后继续以膜内成骨方式成骨而增粗加长，成为原始的骨松质，代替软骨起支持作用。骨领形成后，其周围的软骨膜改称为骨外膜。于骨领出现的同时，软骨雏形内部的软骨细胞分裂、增殖并发生肥大，其周围沉积有大量的细胞外基质。随软骨细胞分泌的碱性磷酸酶等蛋白物质进入细胞外基质，而发生软骨基质的钙化。由于营养物质受到钙化基质的阻碍，肥大的软骨继之退化、消亡，软骨雏形中心的钙化基质发生部分分解、吸收形成小的空腔。该区为软骨内首先成骨的部位，称为初级骨化中心。在初级骨化中心出现不久，骨外膜的血管连同尚未分化间充质细胞、已完成分化的成骨细胞、破骨细胞等穿过骨领，侵入已破碎的软骨雏形中，成骨细胞贴附在残留的钙化软骨基质的表面，先形成类骨质，而后钙化成为骨质，构成原始骨小梁。在初级骨化中心处所形成的这种原始骨小梁，短时间内就会因被同时侵入的破骨细胞溶解、吸收，形成骨髓腔。骨髓腔被血管、间充质细胞所充填，间充质细胞可进一步分化为造血干细胞系和基质干细胞系。
骨髓腔的扩展与骨的发育、生长过程相伴。骨领外以膜内成骨的方式形成新骨使骨干不断加粗，而骨领内的骨组织则不断被吸收，这一过程的结果导致骨髓腔扩大。骨干两端软骨生长和初级骨化中心的成骨过程向两端推移，使长骨不断增长。在软骨与骨髓腔间的软骨出现连续而又有顺序的变化，显示出不同形态结构的区域:
1.软骨区 在软骨雏形的两端，仍是原来的透明软骨，周围的软骨膜不断分化生成新的软骨细胞，使得该区域体积逐渐增大但生长较慢。软骨细胞数目多而形体小，呈长梭形。在软骨内成骨的早期阶段，软骨区占据大部分，到后期即已变小。
2.软骨细胞增生区 位于软骨区近骨干侧，软骨细胞可进行分裂增殖，胞体为扁圆形，越靠近髓腔侧细胞的体积越大。软骨细胞呈叠加排列，组成多条细胞柱，每柱约有数个至十数个细胞，同在一个软骨陷窝内。细胞柱几乎与软骨雏形的长轴平行排列。
3.细胞肥大区 软骨细胞已不再分裂，变为成熟的细胞。胞体显著肥大而变圆。胞质内含有较多的线粒体和发达的高尔基复合体，以及丰富糖原颗粒。碱性磷酸酶(AKP)染色呈强阳性反应，在一般切片上，胞质中糖原等成分被溶解、呈现较多空泡。软骨基质中开始出现钙盐小颗粒沉积，嗜碱性增强。
4.成骨区 此区已接近原始骨髓腔。软骨细胞大多出现退化或消亡。
骨髓腔的血管连同破骨细胞、成骨细胞以及结缔组织进入钙化的软骨基质，并因穿行而形成纵行隧道，成骨细胞沿着残留钙化软骨基质的表面生成的骨组织形成纵行骨小梁。
同时，也出现破骨细胞侵蚀骨质，形成一些小窝，即霍希普陷窝。骨小梁不断生长又不断被破坏、改建，使骨干长度不断生长，骨髓腔也向两端扩展。腔内充满红骨髓，腔内的间充质分化出骨内膜贴附于内面。这一区域是骨骺与骨干连接的过渡区，软骨逐渐被骨所代替，即干骺端。
出生前后，在长骨两端的软骨内出现新的骨化中心，即次级骨化中心。与初级骨化中心的成骨过程基本相似，按其顺序出现:软骨细胞分裂增殖、肥大、周围基质钙化、软骨细胞变性退化。软骨膜的血管穿入其中，破坏钙化软骨基质，并产生新的骨质。由于增殖的软骨细胞不形成细胞柱，所以原始骨小梁交织排列而成网状。自次级骨化中心向外周扩展，以至骺端软骨大部被原始的骨松质取代:原始骨松质经不断吸收与改建，形成板层骨构成的骨松质。但近关节处终生存在一层透明软骨，即关节软骨。
在骨骺与骨干交界处，暂时保留一层不骨化的软骨组织，称为骺板。骺板的存在是成骨继续加长的基础。骺板的软骨细胞继续保持繁殖能力，不断生成新的软骨，并依照以上所述骨干两端软骨内成骨的过程进行成骨。骺板的软骨增生速度与软骨破坏及成骨速度保持平衡状态，故骺板的厚度相对恒定。当骨的生长发育趋于停止时(17～20岁)，骺板被骨组织代替，成为骺线。长骨发生发育和骨形成的生物学调节
长骨的发生、发育、生长以及骨的生长发育趋于终结后的骨改建过程，受遗传、生存环境、活动状态、血供、内分泌、局部微环境等多种因素影响。在细胞分子水平，长骨发生发育的调控遵循组织器官发育的一般调控规律，即首先是具备相似发育特征的细胞或细胞群体在特定部位聚集;细胞间通过相似的生物学信息建立其内部联系，并接受与应答外部生物学信息的指导;细胞群体最终定向分化为特定的组织器官。目前，就长骨发生发育过程中软骨内化骨的生物学调节机制的研究，主要集中于间充质雏形形成、软骨雏形形成与骨化、骨形成与骨改建等长骨发育的不同关键环节，并获得了阶段性的进展。
(一)肢芽内间充质细胞的定位信息及其传递
胚胎发育到一定时期，间充质细胞在向软骨细胞分化之前就接受了相应的空间位置信息，在这些信息的指导下，细胞按不同骨的形状聚集，形成一定的空间结构。
1.在顶端外胚层嵴区传递的位置信息
在顶端外胚层嵴区，长期以来，一直认为存在影响肢芽发育的信息。在胚胎发育的不同时期截除顶端外胚层嵴可导致不同程度的骨骼畸形，越早期截除，畸形越严重。进一步的研究认为，顶端外胚层嵴区的外胚层细胞通过表达成纤维细胞生长因子(FGF)家族的成员，如FGF-2、4、8等，作用于其下方的间充质细胞，保证肢芽由近向远的生长方向，FGF-2、4、8中的任一种都可完全取代顶端外胚层嵴的作用，维持顶端外胚层嵴截除后肢芽的正常发育。
2.在“极化活动区”传递的位置信息
在顶端外胚层嵴下方，中胚层间充质的后方存在另一信息区，称为“极化活动区”，这一区域释放出的信息最终影响四肢端骨，如腕骨、指(趾)骨等的形成。将这一区域内的细胞移植到对侧肢芽中胚层的前方可诱导产生多指畸形，畸形指的数目与移植的细胞数目有关。
目前研究认为，“极化活动区”的信息可由Hedgehog分子家族中的Sonic hedgehog(Shh)分子所介导。Shh是脊椎动物胚胎发育时重要的细胞间信号传递分子，主要参与神经系统和肢体的发生。Riddle等的实验证实，重组Shh植入诱导的肢体畸形和ZPA区细胞移植相同。对于Shh分子对细胞的作用机制目前有两种观点: Shh通过激活次级信号分子，如BMP-2，而在较大范围内发挥作用; Shh是一种短距离信号分子，细胞分泌后浓集于细胞周围，通过与邻近细胞膜上的跨膜蛋白Patched结合发挥作用。究竟何种机制起主导作用，目前尚无定论。
3.Hox基因与位置信息
在对肢芽位置信息的阅读和传导过程中，间充质细胞表达的另一种基因——Hox基因，也发挥着重要的中继作用。Hox基因族由多个亚家族构成，在肢芽发育的不同时期和不同部位的细胞都有表达。Shh和FGFs联合可异位诱导Hox基因的表达，提示Hox基因参与介导Shh、FGFs等因子的信息传递。通过转基因或基因剔除小鼠的实验研究证实，Hox基因在调节肢芽内未分化间充质细胞增殖、聚集及软骨原基的分化而发挥重要的作用。Randy等认为，Hox基因可能通过对转化生长因子-β、FGF及Hedgehog等因子的调节而对骨骼发育施加影响。
(二)软骨雏形的发生与形成的调控
胚胎进一步发育，肢芽中心的间充质细胞即向成软骨细胞方向分化，形成初具肢体骨骼雏形的软骨原基。
1.间充质雏形内诱导间充质细胞向软骨细胞分化的因素
转化生长因子-β家族成员——骨形态发生蛋白(BMP)和生长分化因子(GDF)-5诱导间充质细胞向软骨细胞分化的作用已被证实，BMP-5变异的小鼠表现为“短耳”畸形，这种畸形包括外耳软骨、胸骨等全身软骨的畸形、短缩。此外，BMP家族的其他成员如BMP-2、4皮下注射诱导软骨、骨形成的实验更进一步支持了BMP诱导成软骨的功能。
GDF-5属BMP家族的新成员，也称为软骨衍生形态发生蛋白-1，已发现人类骨骼系统的一些先天性畸形与GDF-5变异有关;将外源性GDF-5于肢芽处局部植入后，表现有明显的促软骨生成能力。
此外，其他的细胞外基质成分，如细胞粘合素和一些细胞黏附分子，如钙黏蛋白等可能也参与了间充质细胞向软骨细胞的分化，但由于目前缺乏间充质细胞分化不同时期的标志分子，因此尚难确定这些因素的作用阶段。
2.Wnt/链蛋白(catenin)/N-钙黏蛋白(N-cadherin)系统对间充质细胞分化的影响
Wnts家族是由一些富含分泌型半胱氨酸残基的糖蛋白构成，已证实，Wnts家族在肢体的正常发育过程中发挥着重要的作用。catenin是存在于细胞质内的一种生物大分子，是构成wnt信息传导通道的主要成分。当Wnt发挥作用时，catenin被激活，激活的catenin既可与N-Cadherin的胞质内部分结合，稳定后者介导的细胞间黏附，也可进入细胞核内，在转录水平发挥作用，增强N-Cadherin的表达。当Wnt信息消失或下调时，catenin通过丝氨酸/苏氨酸磷酸化而发生降解，失去功能。
在软骨细胞形成过程中，密集的间充质细胞逐渐解聚，细胞间黏附分子N-Cadherin表达水平下降，细胞间的相互连接消失，间充质细胞开始向成软骨细胞方向分化。
在鸡胚肢芽内，Wnt家族的成员Wnt-7a可明显抑制间充质细胞内catenin的降解，进而保持N-Cadherin的高水平表达，较长时间地维持了细胞的黏附状态。通过这一途径，Wnt-7a发挥了抑制软骨细胞生成的作用。已有研究发现，Wnt-7a是肢芽背侧外胚层细胞表达的一种位置信息分子，它对软骨细胞生成的这种抑制作用可将间充质细胞的成软骨活动限制于适当的空间位置内，保证了骨的正常形态。
3.调节软骨生成的转录因子
(1)Sox家族对软骨生成的调节:
Sox基因属于编码转录因子的高迁移组盒子超家族，其编码的Sox家族与睾丸决定因子SRY有至少50%氨基酸序列同源，典型特征是有75个氨基酸序列高迁移组盒子可与特定序列的DNA结合，发挥转录调控作用。已证实，Sox家族参与多种组织和器官的发生。
在骨发生方面，最早报道的人类骨骼系统先天性畸形“躯干发育不良综合征”与Sox-9变异有关，这种疾病以长骨弯曲和成角畸形伴随其他骨骼成分缺失为特征。在小鼠胚胎发育过程中，Sox-9早在肢芽间充质细胞聚集期、软骨细胞分化之前就有表达，说明Sox-9在软骨细胞分化启动阶段发挥作用。Bell等人的实验进一步证实，Sox-9可调控增殖型软骨细胞的主要标志Ⅱ型胶原的表达，从而认为Sox-9是间充质细胞向成软骨方向分化最早的决定因子，启动Sox-9表达才能启动成软骨过程。
通过Sox-9反转录病毒感染鸡胚肢芽发现，异位表达Sox-9可异位诱导间充质细胞聚集、软骨生成，同时发现，BMP-2的成软骨作用是通过Sox-9介导的，异位表达BMP-2也能诱导Sox-9的异位表达，而且Sox-9可与BMP信号的传递分子Smads发生直接联系。除BMP外，近年也有实验证实，FG-Fs可通过MAPK途径上调Sox-9的表达。
BMP和FGF都是肢体发生早期的模式信号，在间充质细胞聚集之前即决定了细胞的位置和分化命运，因此，可以认为Sox-9通过介导BMP和FGF的作用信号，完成对间充质细胞向软骨细胞分化命运的调控。
软骨细胞分化开始后，关节周围软骨膜细胞表达的另一种信号分子——甲状旁腺素相关蛋白(PTHrP)可使Sox-9磷酸化，从而激活其转录活性，这一阶段Sox-9的主要作用是介导部分PTHrP功能，阻止前肥大型软骨细胞向肥大型软骨细胞分化。
除Sox-9外，Sox-6和L-Sox-5在胚胎发育过程中也同样发挥着重要的作用。由于都含有高度保守的环绕区，二者常形成同或异二聚体，使其具更高的DNA结合效率。应用基因敲除的动物模型研究发现，单独敲除Sox-6和L-Sox-5基因的任一种，仅引起较轻微的骨畸形，而将二者联合敲除，则出现严重的软骨畸形，在胚胎期即发生死亡。分析这些胚胎发现，成软骨的间充质细胞正常聚集，但在向软骨方向定向分化阶段出现阻滞，而且Sox-9的表达水平正常，表明L-Sox-5和Sox-6作用于Sox-9下游，在聚集的间充质细胞定向分化阶段发挥作用。
(2)T盒子(T-box)转录因子Brachyury与软骨生成:
T-box转录因子家族的共同特点是各亚型均含“T-box”，200个氨基酸长的DNA结合区。Brachyury是其主要成员，在小鼠原肠胚、中胚层形成及脊索分化阶段都有较强表达。在间充质细胞向软骨组织发生过程中，Brachyury也发挥重要作用，同样采用BMP-2诱导间充质细胞成软骨的模型，发现:
1)BMP诱导后，FGF受体2、3(FGFR-2、3)在转录和蛋白表达水平上调，FGFR-2表现为迟发反应，FGFR-3则在早期上调，并且FGFR-2的上调有赖于Brachyury的高表达。
2)BMP-2启动软骨生成后软骨细胞进一步分化也可以独立方式进行，通过FGFR-3和Brachyury之间建立的自调控环路调节。
3)Brachyury先于Ⅱ型胶原表达，异位表达Brachyury可诱导软骨生成，但不能诱导软骨内骨化。因此认为，Brachyury可能就是有些学者早已假设的那种分子，这种分子可增强BMP诱导的成软骨作用，在胚胎早期通过表达Brachyury而使轴旁中胚层或侧板中胚层产生对BMP诱导的成软骨效应。
(3)c-myc转录因子和软骨生成:
c-myc属原癌基因转录因子，参与细胞增殖、分化和凋亡等活动，在体外，c-myc通过上调细胞G1期控制蛋白的表达促进细胞的增殖，在脊椎动物骨骼发生过程中，cmyc呈现一种动态、精确的时空表达模式，并非只在高度增殖区表达，提示其可能与骨形成有关。
Elisa等采用c-myc反转录病毒感染鸡胚肢芽发现，错义表达c-myc并不能提高软骨细胞增殖率，但可使软骨细胞体积增大，感染侧肢芽异常肥大，发育后期，肢体最显著的特点是软骨原基短缩、增宽，组织形态学研究提示，c-myc在前肥大型软骨细胞向肥大型软骨细胞分化阶段起负调控作用，而且这一作用独立于已知的Ihh/PTHrP途径及Wnt作用系统。
(三)软骨内骨化过程的调控
软骨雏形内的软骨细胞不断成熟、分化以致发育为肥大的软骨细胞，并形成序列性出现的不同细胞外基质成分，同时由软骨细胞形成的stromelysin、Et等参与细胞外基质塑形或有序性降解，而使之逐渐呈现可利于软骨钙化乃至骨化发生的形态特征。成骨细胞前体细胞、破骨细胞前体细胞在软骨雏形中出现，骨化中心即告形成和骨替代过程的开始。迄今，对其中的机制(如软骨细胞外基质的降解、成骨细胞的形成等)还了解甚少，解读这一发生规律，加深认识相关疾病的病理过程并提出其防治的指导性措施，已成为当今的重点研究内容之一。
1.Runx-2对软骨细胞分化的调控
Runx是含有Runt同源区的多功能转录因子，不仅可与DNA结合，而且也可通过蛋白-蛋白间相互作用的方式以共调节子的形式调控基因转录。Runx-2(也称Cbfa-1)为Runx家族成员，是近年来发现的通过结合于骨钙素启动子而发挥作用的重要转录因子，越来越多的研究显示，Runx-2在成骨细胞功能和分化过程中起着中枢性的调节功能，可启动一系列成骨细胞功能相关分子表达，甚至在非成骨性细胞，如皮肤成纤维细胞中过表达Runx-2也可诱导细胞表达成骨细胞相关基因。同样，Runx-2在软骨细胞分化和软骨内骨化过程中也发挥着不可或缺的调控作用。
在对小鼠胚胎发育的研究发现，Runx-2在孕10.5天时开始在侧板中胚层及将要形成肢体的间充质细胞聚集区表达，之后持续表达，在前肥大型软骨细胞及成骨细胞区表达较高，说明Runx-2对软骨细胞的发生同样发挥调控作用。Runx-2基因缺失小鼠，除未见矿化骨基质外，Ihh和Ⅹ型胶原(分别为前肥大型和肥大型软骨细胞标志)的表达同样受到抑制，增殖型软骨细胞向肥大型方向分化阻滞。导入Runx-2基因后，抑制效应可获得部分缓解，并一定程度促进生长板软骨细胞分化，这说明Runx-2在非肥大型软骨细胞向肥大型分化阶段发挥正调控作用。有学者推测，Runx-2可能和已知的Ihh/PTHrP途径相互配合，调控软骨细胞分化。Runx-2也可作为共调节子与Smad分子共同介导BMP-2诱导的成软骨作用。
2.Runx-2与软骨内骨化
Runx-2在软骨发生早期呈低水平表达，在永久性软骨组织中几乎不能测到，但在生长板肥大型软骨细胞中却有较高水平表达，说明其有可能调控肥大型软骨细胞的进一步分化。
采用Cbfa-1和显性负Cbfa-1转基因鼠的研究发现:
(1)Cbfa-1转基因鼠的永久性软骨组织失去其表型，进入软骨内骨化过程，而显性负Cbfa-1转基因鼠的软骨组织则获得了永久性软骨组织表型。
(2)外源性Cbfa-1能促进软骨细胞向肥大型分化，并刺激肥大型软骨细胞表达血管内皮细胞生长因子，诱导血管侵入，促进软骨内骨化。
(3)在显性负Cbfa-1转基因鼠，软骨细胞表达关节软骨细胞标志tenascin，并且在多个部位出现永久性软骨细胞标志，而在Cbfa-1转基因鼠未见tenascin表达，同时，关节形成的早期标志GDF-5的表达也被抑制。因此认为，永久性软骨细胞也有潜力进入软骨内骨化过程，只是由于其他因子的作用抑制了Cbfa-1的表达，而使其获得永久性表型。在一些关节退行性疾病，可能正是这种抑制因素失控，导致永久性软骨细胞进一步向成熟方向分化引起。
3.含锌指结构的转录因子Osterix与软骨内骨化
Chiasto等在研究了Cbfa-1的作用后推测在其下游可能还存在一种转录因子和Cbfa-1共同决定成骨细胞分化。之后不久，Kazubisa等就发现了一种新的含锌指结构的转录因子Osterix在Cbfa-1下游对骨形成发生作用。
在胚胎发生过程中，Osterix主要限于软骨原基周围表达，在孕15.5天主要在骨领和与骨小梁形成有关的细胞表达，Osterix基因敲除小鼠，Cbfa-1表达水平正常，但无成骨细胞标志分子表达，表达Cbfa-1的细胞并不能分化为成骨细胞。而且，Ⅹ型胶原、Ihh表达都正常，软骨原基内同样可见到有功能的破骨细胞和血管侵入，只是无矿化骨基质和成骨细胞生成。反之，敲除Cbfa-1基因则未见Osx表达，同时，肥大型软骨细胞的生成和血管侵入都受限。因此，Cbfa-1表达的细胞仍具向成骨细胞和软骨细胞的双向分化潜能，Osx位于其下游调控成骨细胞生成。
4.成骨细胞的迁移和募集机制
成骨细胞可通过接触趋化机制聚集、黏附于目标基质，部分生长因子则可协同成骨细胞趋化至目标附近。目前认为，成骨细胞主要通过以下两种机制募集。
(1)HB-GAM/N-Syndecan途径介导的成骨细胞募集:
HB-GAM也称多向分化因子，是一种富含赖氨酸和半胱氨酸残基的细胞外基质蛋白，在进化方面较保守，人、鼠、牛、鸡之间有95%的同源性，与肝素结合生长因子-Midkine，有50%的同源性，已发现，它在神经系统发育中有重要作用。
Syndecan是一类跨膜硫酸肝素蛋白多糖，目前已克隆出4种亚型，其中Syndecan-3最初从施万细胞中克隆，因此也称N-Syndecan。N-Syndecan与细胞外的HB-GAM通过硫酸肝素链结合后，引起细胞内的骨架结构重排，最终导致细胞移动，这一途径最早由Hung等描述，认为其在神经轴索的延伸中发挥作用。
Shinji等的实验证实了这一途径同样也是介导成骨细胞募集的主要机制:
1)在胚胎期，HB-GAM在软骨基质大量表达，后者则是软骨内骨化的模板，将有大量的成骨细胞募集、黏附。
2)迁移中的前成骨细胞、成骨细胞内N-Syndecan高度表达，在HB-GAM高度表达的区域两种分子表达重叠，而在完全成熟的骨组织区域，成骨细胞不表达N-Syndecan。
3)出生后，HB-GAM主要在形成次级骨化中心的软骨基质内密集表达，同时，在一些板层骨的骨细胞内也有选择性表达，这些区域都与成骨细胞募集有关。电镜分析发现，表达N-Syndecan的细胞都表现为增殖分化能力旺盛，大多是移动中的前成骨细胞。
4)HB-GAM转基因的小鼠表现为骨皮质明显增厚，为正常的147.4%，但骨髓腔结构正常，骨的大体形态结构也正常。
(2)Midkine和血小板衍生生长因子(PDGF)对成骨细胞募集的协同作用:
Midkine(MK)是一类肝素结合生长因子，以前的研究认为其在神经轴突的生长及肿瘤的发病中发挥作用。MK可诱导成骨细胞募集，这一作用可能通过细胞内有丝分裂原激动蛋白激酶和PI3激酶介导，同时发现，MK和PDGF在诱导成骨细胞募集方面有协同作用。这种情况主要见于骨折修复时，因为此时局部MK和PDGF聚集的水平都显著增高。但在骨骼发生过程中这一途径是否发挥重要作用尚有待深入研究。
5.耐氧诱导因子(HIF)在骨发生、发育微环境中的重要性
HIF于1992年被发现，作为氧感应机制通路中的重要环节，备受关注，研究内容主要涉及心血管、呼吸、神经、肿瘤等领域，近年来渐渐受到骨科领域的重视。HIF是组织细胞在低氧状态下由激活基因所编码的转录因子，包括三种亚型，现在的研究主要集中于HIF-1及其氧感应元件HIF-1α。HIF-1α极不稳定，在正常氧条件下，半衰期不到10分钟，与其降解有关的结构域称为氧依赖降解结构域(ODD)。ODD区包含的脯氨酸残基在具活性的芳香基-4-羟化酶(PHD)作用下发生羟基化。羟基化的HIF-1α与细胞内的pVHL直接结合而立即被蛋白酶体结合并降解。低或缺氧时PHD无活性或活性降低，结果导致HIF-1α的聚积并转运至细胞与细胞核上的HIF-1β形成聚和体，激活HIF敏感的靶基因进而引起组织细胞一系列的耐氧适应性反应。目前发现数十个受HIF-1调控的基因，涉及细胞生物学行为的各个方面，主要是控制促红细胞生成素、糖代谢转运因子和血管内皮生长因子的表达。
在骨的发生、发育过程中，无论是长骨形成的软骨内化骨形式，还是扁骨形成的膜内化骨形式，其血管的侵入是引起确定型间充质细胞增殖、分化以至骨发生始动的标志。在软骨内成骨过程中，间充质性软骨前体细胞分化为软骨细胞、分泌软骨基质。随软骨细胞的进行性增殖和软骨基质的增加，软骨细胞肥大、终极性分化乃至凋亡。正常情况下，软骨性破骨细胞侵入生长板的肥大区并形成陷窝，血管侵入陷窝、血管周围的成骨细胞前体细胞替代残迹并分化为成熟、矿化性的成骨细胞。膜内化骨过程的特征是，毛细血管侵入间充质带，间充质细胞发育转化为前成骨细胞和最终被基质包埋的成骨细胞。因此，血管的侵入，是骨发生的标志性事件。
针对与软骨雏形骨化中心处或生长板血管的侵入有直接关联的HIF-1α的研究发现，软骨细胞外基质呈梯度性缺氧状态，HIF-1α表达，其中央部位尤甚;软骨细胞HIF-1α基因条件性敲除后，生长板中央处软骨细胞死亡; HIF-1α的表达是维持生长板软骨细胞生命活动的必需条件。提示，适量水平的HIF-1α可使软骨细胞尤其是早期肥大软骨细胞存活期延长而使基质钙化逐渐弥散，当进行性升高的HIF-1α达一定程度，便会通过信息递呈或VEGF及其受体Flt-1、KDR介导，诱导血管侵入，有效的屏障作用因此而丧失，HIF-1α被降解，如此交替。这有可能是透明软骨雏形和出生后生长板软骨细胞分裂、增殖、肥大、变性、坏死和软骨基质的钙化，有序而规律的主要调节机制。
(四)骨改建及其平衡机制的调控
在透明软骨雏形的基础上，骨化中心一旦出现，长骨的生长则依赖于软骨组织不断被骨组织替代，并通过有序且规律的骨塑建和骨的改建过程，而形成结构、形状完整和具有良好生物力学性能的骨骼。俟骨的生长趋于终结后，骨组织终生处于骨改建/骨转换状态。骨改建/骨转换周期中，由破骨细胞引起的“骨吸收”与由成骨细胞引起的“骨形成”间的“耦联”，以及分化晚期的细胞凋亡是维持骨结构完整性及合适骨强度的关键环节，并允许骨形状的适应和损伤后新骨而非瘢痕的替代。
与长骨的发生发育一样，骨塑建与骨改建过程受多种因素尤其是细胞因子的调节，在细胞分子水平，成骨细胞性骨形成在很大程度上受以BMP为中心的相关调节信号家族的调控。BMP(尤其BMP-2、4)通过Smads途径激活和(或)上调Cbfa1/Osf2表达，诱导Osterix和基质干细胞向成骨细胞分化及其成骨表型(骨钙素、Ⅰ型胶原、骨碱性磷酸酶)形成。由Cbfa1/Osf2诱导并与Cbfa1/Osf2重叠表达的牙基质蛋白，则有可能对成骨细胞和骨细胞的特异表型表达起持续维持作用。
骨化的机制尚有待阐明，但业已明确的是这一过程需有效的细胞转运、细胞外基质尤其是排列有序的Ⅰ型胶原纤维磷酸化、局部高浓度的钙离子。成骨细胞分泌的基质小胞因富含碱性磷酸酶等而成为细胞外基质钙化的始动因素，骨钙素(OC)、骨桥蛋白(OP)则可使钙化组织趋于成熟。由于OC仅由成骨细胞所分泌，因此分析其启动子可为研究成骨细胞的终末性分化提供信息。FGF、PTHP /THrP和Vit D可调节细胞的分化率和矿物质的转运，是骨发育、代谢的重要协同因子;机械压应力、瘦素、前列腺素、糖皮质激素和性腺尤其是雌激素，对骨转换也具有明显的调控作用。成骨细胞在骨改建/骨转换过程中除肩负“骨形成”的使命外，还决定着破骨细胞的转化与活性。这一作用目前基本概括为:由间充质细胞和成骨细胞产生的酪氨酸激酶受体fms的配体——集落刺激因子-1通过与核转录因子PU.1的作用而诱导单核细胞/巨噬细胞向破骨细胞分化，是破骨细胞早期分化的调控信号;产生的RANKL(receptor activator of NF-κB ligand)与破骨(或前体)细胞的RANK结合是破骨细胞终末分化和活性维持的单一调控信号。后者的调节机制主要包括: NF-κB存在于胞质，与κB抑制因子(IκB)形成无活性的复合体，RANK可导致IκB磷酸化及其降解而激活NF-κB，然后通过Jun激酶途径最终实现破骨细胞的转化与活性的提高; TNF受体协同因子、IL-1、IL-6可替代RANK信号后期途径而导致Jun激酶的激活。由成骨细胞生成的TNF受体家族之一的骨保护素(OPG)则可结合RANKL，而竞争性地阻止破骨细胞的形成，即为调节破骨细胞分化与活性的OPG/ RANKL/RANK系统; Vit D、前列腺素E2、PTH/ PTHrP，甚至包括降钙素既可作用于成骨细胞和影响Cbfal的形成，又可调节破骨细胞的分化和功能，其作用方式、结果取决于水平。
由此可以认为，骨改建/骨转换周期的正常有序的进行，主要取决于成骨细胞的正常有效的补充和功能维持，以产生正确的信息以及信息的传递与应答。第二节 骨骺发育结构及功能 Development，Structure and Function of Epiphyses上海交通大学附属瑞金医院 邓廉夫
出生前后，软骨内骨化已进行到骨干骺端，并在长骨两端骨骺出现新的骨化中心(次级骨化中心)，其生骨过程与胚胎期软骨雏形被替代过程相似。次级骨化中心向四周扩展直至软骨被骨所代替，形成骺端。但骺端表面的一层透明软骨不发生骨化，即为关节软骨，保留终生。同时在骨骺和骨干交界处仍保留一片骺生长板软骨，骺生长板的软骨细胞继续保持着增殖能力，借以增加骨的长度，直至生长停滞，骺板发生骨化，成为骺线。生长板的结构与长骨干骺端的塑形过程
生长板由三部分组成:第一部分是生长软骨;第二部分为干骺端，是骨组织替代钙化软骨残余部分的区域;第三部分是周围纤维结构，由软骨旁LaC-roix环和Ranvier沟组成。
(一)生长软骨
在生长软骨中，软骨细胞经过一系列生化和形态的改变，形成生长软骨的三个可分辨区:储备区、增殖区和肥大区。肥大区可进一步分为成熟区、退化区和临时钙化区。
生长软骨的储备区的软骨细胞，可合成和分泌大分子的细胞外基质。小动脉和小静脉穿过此区通往增殖区，但在储备区的软骨囊管中，仅有少部分氧被释放，所以局部氧张力和钙含量都很低。储备区的功能主要是持续向增殖区输送细胞的来源。
增殖区的主要细胞特征是软骨细胞分裂、增殖活跃。当细胞分裂时，它们排列成线状并与长轴平行。该区氧张力较高，软骨细胞以有氧代谢方式合成并储存糖原，这可能是钙泵的能量来源。增殖区细胞并不向远端迁移，但细胞分裂和数量的增加却实际将骺部向远端推移，因此增殖区的分裂增殖才是真正使长骨生长的动力所在。
肥大区的软骨细胞体积增大5～6倍。在成熟区部位，软骨细胞功能活跃，胞质内含丰富的糖原颗粒，线粒体提供能量以泵入并储存钙离子。在退化区部位，氧张力较低，软骨细胞转为分解代谢，去除糖原残留物并释放先前在线粒体内储存的钙离子;软骨细胞开始出现退变的迹象。在临时钙化区部位，软骨细胞分泌或形成基质小胞，同时钙盐从中弥散或溢出，细胞外基质中的蛋白多糖解聚，基质小泡中出现晶体并开始沉积于细胞外基质。
生长软骨每个区内的细胞生理功能状况依赖于血供、氧张力和底物浓度。生长板有三条动脉系统:骺动脉、营养动脉和软骨旁动脉。骺动脉发出分支从软骨囊-管系统中穿过骺软骨区来支持生长板细胞，但仅穿过增殖区，肥大区仍无血供。生长板的生长软骨部分与成人关节软骨的不同之处就在于它有血供，而成人关节软骨却没有。营养动脉进入骨干并终止于一延伸的毛细血管网，它位于骨骺和生长软骨交界处，是成骨细胞输入的主要途径。软骨旁动脉提供LaCroix环和Ranvier沟血液，除了关节囊血管外，来自该系统的毛细血管还与干骺端及骺部的毛细血管相连。该吻合是干骺端骨髓炎发展入骺部和关节腔，形成感染性关节炎的潜在通道。
不同骨的生长软骨，因细胞数量不同和各区的软骨细胞定向性，有着不同的厚度。一般，生长软骨的细胞数量越多，生长板越厚，骨生长速度也就越快。
(二)干骺端
在干骺端发生的主要生物事件是骨形成和骨改建，这与软骨内化骨的方式相似。来自营养动脉的新生血管侵入生长软骨肥大区残存的软骨细胞占据的小囊(陷窝)及临时钙化的软骨基质，并因成骨细胞的出现而发生骨替代过程，由成骨细胞与破骨细胞功能间的“耦联”，最终形成具长骨骨皮质特征的板层状骨。
(三)软骨旁LaCroix环和Ranvier骨化沟
软骨旁LaCroix环和Ranvier骨化沟围绕着生长板，虽然环和沟是同一解剖结构的两部分，它们却有不同的生物功能。软骨旁环包括了从干骺端伸展而来的一薄层骨皮质，被称为“骨皮”。它由环行胶原纤维组成并与干骺端骨膜纤维层相接续，在骨骺周围形成环状支持带。骨化沟由一楔形高密度细胞群组成，在生长软骨的储备区和增殖区之间长入生长软骨，它们不断增殖以提供细胞来补充软骨细胞储备，并使生长板半径增粗。环和沟的共同作用支持和扩展了生长板的宽度。
(四)长骨干骺端的塑形
在长骨生长期，随着年龄的增长和不断增加的机械负荷，生长板也发展为波浪状以利于对抗剪应力。
长骨在纵轴方向生长的同时，其宽度和厚度也随之增加。最初，干骺端明显大于骨干，于是干骺端通过漏斗化的塑形过程，使之与骨干平滑相续。与此同时，骨干部分还进行着圆柱化过程，即骨干和髓腔的直径不断增大以使骨干与干骺端形状、体积相适应的过程。这两个过程主要由破骨细胞引起的骨吸收与成骨细胞引起的骨形成协同完成。
长骨骺端的大小取决于由次级骨化中心发展而来的软骨内化骨所形成的骨量，这一生长过程称为半球化过程。这样，骨通过漏斗化、圆柱化和半球化过程而获得了最终形态。骨形成和骨吸收不断进行，在激素和多种细胞因子影响下不断校正和重塑骨骼形态，使得骨的生物机械性能与对机体的功能要求相匹配。骺生长板的功能及其调节
长管状骨发生、发展依赖于软骨内骨化与塑形的过程。出生后骺生长板软骨细胞分裂、增殖、肥大、变性、坏死和软骨基质的钙化乃至最终为骨组织所替代，是个体得以正常的生长、发育的保证，揭示其有序而规律的各个环节的调节机制，一直是发育生物学、遗传性骨与关节疾病等领域的重要研究内容。
(一)骨骺生长板软骨细胞表型表达的变化规律
生长板中细胞群聚集于不同的区域，并形成功能活动同步性的特征性细胞带。据细胞在软骨内骨化过程中的作用及其功能状况，可将生长板由骺端向骨干部分为6条区域性带:Ⅰ带为细胞功能静止区;Ⅱ带为细胞相对不成熟的增殖区，此区细胞具有结合胰岛素样生长因子的特性，并受其调控;Ⅲ带为发育成熟的细胞增殖区，但DNA的合成活动较Ⅱ带细胞相对低下;Ⅳ带细胞更为成熟，体积趋向肥大，代谢活性相对增强;Ⅴ带为细胞肥大区，在细胞间隔的软骨基质发生钙化;Ⅵ带细胞出现变性、崩解，并在骺端与骨干结合部软骨钙化区出现侵入的血管。功能成熟又具分裂、增殖特性的生长板软骨细胞，可分泌Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ型胶原及以富含硫酸软骨素为特征的蛋白多糖聚合体，构成生长板软骨基质的主要成分。
Ⅱ型胶原是生长板中最主要的结构性胶原成分，可分为ⅡA和ⅡB两个亚型。原位杂交技术显示，ⅡA型前胶原mRNA主要由位于软骨膜的软骨生成细胞表达，并可出现于非软骨包括胚胎颅盖骨、皮肤、心脏、骨骼肌和脑中;而ⅡB型前胶原才是软骨细胞的特征性表型。在生长板中的软骨细胞(除Ⅵ带外)，仅见有ⅡB型前胶原表达。随着Ⅰ带向Ⅱ带细胞功能的逐渐成熟，ⅡB型前胶原的表达量显著增加，并在Ⅲ～Ⅴ带达到最高水平，从而贯穿生长板软骨细胞由增殖、成熟发育到细胞肥大的整个阶段。提示，生长板中的软骨细胞来源于早期软骨雏形中的间充质细胞，而非软骨膜软骨生成细胞衍生而成。Ⅺ型胶原和蛋白聚糖核心蛋白的表达，伴ⅡB型胶原的表达，只是表达量略低。生长板中软骨的这些特征性表型的表达，尤其是Ⅳ和Ⅴ带中的软骨细胞，受压应力的影响，压力可刺激软骨细胞合成基质。
Ⅹ型胶原主要出现于生长板的Ⅳ到Ⅴ带中，由发育成熟且肥大的软骨细胞形成，这一发生于基因水平的调控，则可能有利于生长板软骨的钙化乃至骨化的发生。
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