8月20日,上游新闻记者从陆军特色医学中心获悉,该院骨科刘鹏课题组联合解放军总医院第五医学中心刘兵课题组首次绘制了人类椎间盘单细胞图谱,从空间上解析了细胞异质性和维持椎间盘稳态的关键分子事件,在单细胞水平上更新了对人类椎间盘的理解和认识,从转录组和功能学层面鉴定得到一群全新的髓核祖细胞。
该课题研究历时近两年,研究成果在我国《骨研究》杂志以封面论文的形式发表。据悉,该研究是国际上首次针对人类椎间盘细胞异质性的系统性研究。
专家介绍,椎间盘退行性疾病是引起颈肩痛与腰腿痛的主要原因。多年来,科学家不断深入探索椎间盘生理学和病理学机制,寻求重建椎间盘稳态的创新治疗方法。然而,椎间盘细胞的高度异质性以及微环境的高度复杂性,给椎间盘生理病理机制的探索带来重大挑战。
刘鹏及刘兵团队在摸索出人类椎间盘单细胞分离方法后,从13-31周岁的研究人群中收集健康椎间盘,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108108个椎间盘髓核、纤维环及终板组织的细胞分别进行了单细胞转录组测序和分析,系统绘制出人类椎间盘单细胞图谱。
通过解析这一图谱,他们发现9类细胞亚群,突破了椎间盘细胞成分单一的传统认识;鉴定了多种功能各异的软骨细胞亚群,根据胞外基质调控特征的差异,重新定义为调控型、稳态型和效应型软骨细胞;发现了一群特异表达PDGFRA和PROCR的新型髓核祖细胞,具有集落形成和三系分化等干性特征,具有较强再生潜能;构筑了椎间盘细胞相互作用信号调控网络,发现多种生长因子相关信号通路共同参与微环境稳态的维持。
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资源库,为深度解析椎间盘生理与病理机制奠定了基础,为椎间盘退行性疾病的生物治疗提供重要线索。
上游新闻记者 石亨
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