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重磅!中國科研團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)人類椎間盤單細(xì)胞圖譜
發(fā)布日期: 2021-08-23 08:55:34 來源: 科技日?qǐng)?bào)

一個(gè)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(duì)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(gè)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(shí)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(duì)人類椎間盤的理解和認(rèn)識(shí),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(huì)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(cè)序;對(duì)108108個(gè)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(cè)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(gè)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(shí);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(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)多種生長因子相關(guān)信號(hào)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?qǐng)?bào)記者 雍黎)

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