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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胞異質性的系統(tǒng)性研究。

據了解，該科研成果由陸軍軍醫(yī)大學陸軍特色醫(yī)學中心軍事醫(yī)學培養(yǎng)計劃、國家自然科學基金、重慶市博新計劃、創(chuàng)傷燒傷與復合傷國家重點實驗室優(yōu)青基金等多個基金項目資助。陸軍軍醫(yī)大學陸軍特色醫(yī)學中心(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)學中心劉兵課題組，在陸軍特色醫(yī)學中心(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胞圖譜，從空間上解析了細胞異質性和維持椎間盤穩(wěn)態(tài)的關鍵分子事件，在單細胞水平上更新了對人類椎間盤的理解和認識，從轉錄組和功能學層面鑒定得到一群全新的髓核祖細胞(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，嚴重影響患者的生活質量，給家庭和社會造成了沉重的負擔。為此，科學家不斷深入探索椎間盤生理學和病理學機制，尋求重建椎間盤穩(wěn)態(tài)的創(chuàng)新治療方法。然而，椎間盤細胞的高度異質性以及微環(huán)境的高度復雜性，給椎間盤生理病理機制的探索帶來了重大挑戰(zhàn)。

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

科研團隊摸索出人類椎間盤單細胞分離方法后，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，分別進行高通量單細胞轉錄組測序;對108108個椎間盤髓核、纖維環(huán)及終板組織的細胞分別進行了單細胞轉錄組測序和分析，系統(tǒng)繪制人類椎間盤單細胞圖譜。

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

劉鵬介紹，人類椎間盤單細胞圖譜將為椎間盤領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制奠定了基礎，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 科技日報記者 雍黎)