新成果！首個人類椎間盤單細(xì)胞圖譜由中國軍醫(yī)完成

一個旨在為椎間盤退行性疾病的防治提供重要線索的人類椎間盤單細(xì)胞圖譜由中國軍醫(yī)完成。8月16日，該科研成果在我國《骨研究》雜志以封面論文的形式發(fā)表，影響因子13.567。該研究是國際上首次針對人類椎間盤細(xì)胞異質(zhì)性的系統(tǒng)性研究。

據(jù)了解，該科研成果由陸軍軍醫(yī)大學(xué)陸軍特色醫(yī)學(xué)中心軍事醫(yī)學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、重慶市博新計(jì)劃、創(chuàng)傷燒傷與復(fù)合傷國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)青基金等多個基金項(xiàng)目資助。陸軍軍醫(yī)大學(xué)陸軍特色醫(yī)學(xué)中心(大坪醫(yī)院)骨科劉鵬課題組聯(lián)合解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心劉兵課題組，在陸軍特色醫(yī)學(xué)中心(大坪醫(yī)院)陳林課題組的支持下，歷時近兩年，首次繪制了人類椎間盤單細(xì)胞圖譜，從空間上解析了細(xì)胞異質(zhì)性和維持椎間盤穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵分子事件，在單細(xì)胞水平上更新了對人類椎間盤的理解和認(rèn)識，從轉(zhuǎn)錄組和功能學(xué)層面鑒定得到一群全新的髓核祖細(xì)胞(NPPC)。

椎間盤退行性疾病(DDD)是引起頸肩痛與腰腿痛的主要原因，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，給家庭和社會造成了沉重的負(fù)擔(dān)。為此，科學(xué)家不斷深入探索椎間盤生理學(xué)和病理學(xué)機(jī)制，尋求重建椎間盤穩(wěn)態(tài)的創(chuàng)新治療方法。然而，椎間盤細(xì)胞的高度異質(zhì)性以及微環(huán)境的高度復(fù)雜性，給椎間盤生理病理機(jī)制的探索帶來了重大挑戰(zhàn)。

既往研究發(fā)現(xiàn)，人類椎間盤存在細(xì)胞異質(zhì)性，與其生理病理事件有潛在關(guān)系。例如，椎間盤干細(xì)胞可能在椎間盤發(fā)育、損傷和修復(fù)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是，迄今為止仍難以精確解析人類椎間盤細(xì)胞亞群的種類、分子特征，起源及其調(diào)控機(jī)制。

科研團(tuán)隊(duì)摸索出人類椎間盤單細(xì)胞分離方法后，從13-31周歲的研究人群中收集健康椎間盤，從中分離髓核、纖維環(huán)和終板組織，分別進(jìn)行高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序;對108108個椎間盤髓核、纖維環(huán)及終板組織的細(xì)胞分別進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序和分析，系統(tǒng)繪制人類椎間盤單細(xì)胞圖譜。

通過解析這一圖譜，科研團(tuán)隊(duì)有了四個核心發(fā)現(xiàn)。即：解析了椎間盤的細(xì)胞異質(zhì)性，發(fā)現(xiàn)9類細(xì)胞亞群，突破了椎間盤細(xì)胞成分單一的傳統(tǒng)認(rèn)識;鑒定了多種功能各異的軟骨細(xì)胞亞群，根據(jù)胞外基質(zhì)調(diào)控特征的差異，重新定義為調(diào)控型、穩(wěn)態(tài)型和效應(yīng)型軟骨細(xì)胞;發(fā)現(xiàn)了新型髓核祖細(xì)胞：發(fā)現(xiàn)了一群特異表達(dá)PDGFRA和PROCR的髓核祖細(xì)胞，具有集落形成和三系分化等干性特征，具有較強(qiáng)再生潛能;構(gòu)筑了椎間盤細(xì)胞相互作用信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)多種生長因子相關(guān)信號通路共同參與微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持。

劉鵬介紹，人類椎間盤單細(xì)胞圖譜將為椎間盤領(lǐng)域的深入研究提供重要資源庫，為深度解析椎間盤生理與病理機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，為椎間盤退行性疾病的生物治療提供重要線索。(通訊員 王奕璇 科技日報(bào)記者 雍黎)