人类椎间盘第一张单细胞图谱发布 为椎间盘退行性疾病提供线索

近日，我国科学家绘制的第一张人体椎间盘单细胞图谱作为封面论文发表在《骨研究》杂志上。本研究是世界上首次对人类椎间盘细胞异质性的系统研究，旨在为椎间盘退行性疾病的防治提供重要线索。

据了解，陆军军医大学陆军医学中心(大坪医院)刘鹏骨科课题组和解放军总医院第五医学中心刘兵课题组，在陆军医学中心(大坪医院)陈林课题组的支持下，历时近两年。首次绘制了人椎间盘单细胞图谱，空间解析了细胞异质性和维持椎间盘稳定性的关键分子事件，更新了单细胞水平对人椎间盘的认识和理解，从转录组和功能水平鉴定出一组全新的髓核祖先。

椎间盘退行性疾病(DDD)是引起颈肩痛和腰腿痛的主要原因，严重影响患者的生活质量，给家庭和社会带来沉重的负担。因此，科学家们不断探索椎间盘的生理和病理机制，寻求创新的治疗方法来重建椎间盘的稳态。然而，椎间盘细胞的高度异质性和微环境的高度复杂性给探索椎间盘的生理病理机制带来了巨大挑战。

以往的研究发现，人椎间盘中存在细胞异质性，这可能与其生理和病理事件有关。例如，椎间盘干细胞可能在椎间盘的发育、损伤和修复中起关键作用。然而，目前仍难以准确分析人椎间盘细胞亚群的种类、分子特征、起源及调控机制。

研究团队探索人椎间盘单细胞分离方法后，从13-31岁的研究人群中采集健康椎间盘，从中分离髓核、纤维环和终板组织，分别进行高通量单细胞转录组测序，对椎间盘髓核、纤维环和终板组织中108108个细胞的单细胞转录组进行测序分析，系统绘制了人椎间盘单细胞图谱。

通过分析这张地图，研究小组取得了四项核心发现。即分析椎间盘细胞异质性，发现9种细胞亚群，突破了传统对椎间盘单细胞组成的认识；根据细胞外基质调控特性的差异，鉴定了多种功能不同的软骨细胞亚群，并将其重新定义为调控型、稳态型和效应型软骨细胞，发现一组特异性表达PDGFRA和PROCR的髓核祖细胞，具有集落形成、三线分化等干燥特性，具有较强的再生潜能，构建了椎间盘细胞相互作用的信号调控网络，发现多种生长因子相关信号通路参与维持微环境的稳态。

刘鹏介绍，人类椎间盘单细胞图谱将为椎间盘领域的深入研究提供重要的资源基础，为深入分析椎间盘生理病理机制奠定基础，为椎间盘退行性疾病的生物治疗提供重要线索。