![]()
衰老髓核驻留祖细胞（NPPCs）的再生潜力降低，无法抵抗椎间盘退化（IVDD），迫切需要重塑衰老NPPC再生能力的策略。老年小鼠和人类NPPC中Klotho基因表达的降低加剧了NPPC再生功能受损。
2024年12月29日，山东大学姜新义、程雷、张元凯共同通讯在Advanced Materials 在线发表题为“Rejuvenation Modulation of Nucleus Pulposus Progenitor Cells Reverses Senescence-Associated Intervertebral Disc Degeneration”的研究论文。该研究报道了一种靶向NPPC的脂质胸腺嘧啶纳米颗粒（NT-LNP），用于原位操纵NPPC的再生修复潜力，恢复退化的髓核组织和减轻IVDD。
结果表明，脂质纳米颗粒有效地将Klotho环状核糖核酸（circRNA）引入NPPC中，以产生新表型，并调节体外和体内细胞外基质合成/分解代谢的平衡。椎间盘内可注射水凝胶系统清除趋化因子（MCP1和IL8），与NPPCs协同促进IVD中NT-LNP再生，调节炎症环境并增强退变椎间盘的再生。总之，上述发现证实NPPCs可以被重新激活，以维持体内平衡，为IVDD提供了一种可逆治疗策略，也能广泛应用于其他衰老相关疾病。
椎间盘退化（IVDD）是一种慢性退行性疾病，会导致IVD进行性破坏，并对生活质量产生影响。当前并无有效疗法来预防IVDD进展，症状缓解和最终脊柱融合是护理标准。在衰老过程中，驻留干细胞/祖细胞的再生潜力和在IVD中产生分化细胞的能力下降，与IVD完整性和健康状况的恶化有关。因此，恢复内源性IVD干细胞/祖细胞的再生潜力可能有利于IVDD的结构和功能重塑，但尚且缺乏有效的治疗策略。髓核祖细胞（NPPCs）是IVD修复和再生领域细胞治疗和组织工程的细胞资源，通过分泌II型胶原蛋白和蛋白多糖形成细胞外基质（ECM），在维持体内平衡方面发挥着重要作用。PDGFRA（间充质干细胞的标志物）和PRRX1（一种对中胚层起源和间充质祖细胞具有特异性的调节因子）在NPPC簇中特异性表达，表明NPPCs可能是IVD中胚层来源的祖细胞簇。随着IVDD分级的增加，NPPC的百分比逐渐降低，表明退化IVD的ECM代谢和NP细胞分化减少。NPPCs的恢复能力在退化和衰老过程中也会随着时间的推移而变化，并伴有细胞衰老状态。因此，常驻NPPC的再生和IVD年轻结构和功能特征的恢复，是祖细胞再生的替代或协同策略。图1 Klotho基因在IVDD中的关键作用（摘自Advanced Materials ）Klotho是一种抗衰老单程膜蛋白，Klotho的下降会促进细胞衰老和干细胞功能障碍。Klotho由一个大的胞外结构域（130kDa）、跨膜结构域和包含10个氨基酸的短胞内结构域组成，人类Klotho基因多态性与年龄相关的病理性骨质流失、脊椎病、骨钙素水平和骨密度有关。补充外源性Klotho可减轻与年龄相关的衰老相关分泌表型（SASP）的分泌，恢复退化的髓核组织，并减轻IVDD。因此，Klotho的进行性丢失与IVDD患者的衰老和再生能力下降有关，补充Klotho可能会使衰老的NPPC的生物能量学恢复到年轻水平，并增强老年IVD的功能再生。IVD的特征在于无血管性，全身给药对治疗退化无效。此外，IVD被韧带和肌肉包围，形成一个能够承受来自各个方向的力的减震系统。手术椎间盘切除术是IVDD患者的第一项临床干预措施，但残余腔加剧了椎间盘退化的风险。此外，MCP1和IL8等炎性趋化因子的过表达会使慢性炎症持续存在，阻碍IVD再生。近年来，可注射水凝胶因其微创、适应受损区域以及可控药物负载和释放的能力而在IVDD中引起了极大的关注。为了与临床手术椎间盘切除术无缝集成，作者开发了一种趋化因子清除水凝胶储液库，封装了靶向IVD祖细胞NPPC、载有ɑ-Klotho环状核糖核酸（circRNA）的纳米颗粒，通过椎间盘内注射到衰老IVDD小鼠模型中的切除腔中。作者选择TEK受体酪氨酸激酶（Tie2）作为主动靶向受体，其在NPPC中高度表达，但在其他细胞中的表达受到限制。可注射凝胶作为储存库，在手术切除突出的IVD后，可注射凝胶作为储存库逐渐释放靶向NPPC的脂质胸腺嘧啶纳米颗粒（NT-LNP），并捕获炎性趋化因子（MCP1和IL8），调节炎症环境。椎间盘内注射后，前体溶液凝胶化成水凝胶，持续释放药物。随后，NT-LNPs通过Tie2激动剂肽将Klotho circRNA引入NPPCs中，产生新表型并调节体外、体内ECM合成/分解代谢的平衡，协同促进IVD再生。结果表明，趋化因子清除水凝胶与恢复NPPCs活力的NT-LNP协同作用重塑炎症环境，调控NPPCs的再生修复潜力，并减轻IVDD。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409979![]()
—END—
内容为【iNature】公众号原创，
转载请写明来源于【iNature】
微信加群
iNature汇集了4万名生命科学的研究人员及医生。我们组建了80个综合群（16个PI群及64个博士群），同时更具专业专门组建了相关专业群（植物，免疫，细胞，微生物，基因编辑，神经，化学，物理，心血管，肿瘤等群）。温馨提示：进群请备注一下（格式如学校+专业+姓名，如果是PI/教授，请注明是PI/教授，否则就直接默认为在读博士，谢谢）。可以先加小编微信号（love_iNature），或者是长按二维码，添加小编，之后再进相关的群，非诚勿扰。
![]()
![]()
投稿、合作、转载授权事宜
请联系微信ID：13701829856 或邮箱：iNature2020@163.com
觉得本文好看，请点这里！
