Adv Sci:海军军医大学史建刚等团队发现减轻椎间盘退变的潜在新策略
来源:iNature 2026-01-20 17:18
本研究阐明了CRISPLD2在调控椎间盘退变过程中氧化应激诱导铁死亡的关键作用,提示靶向CRISPLD2-miR-548I-IL17A信号轴,有望为预防椎间盘退变、缓解椎间盘源性疼痛提供新的治疗策略。
椎间盘退变(IVDD)是慢性腰背痛的主要诱因,但其分子机制仍未明确。
2026年1月9日,海军军医大学史建刚、王元、孙凯强、四川大学华西医院雍鑫共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为CRISPLD2 Attenuates Intervertebral Disc Degeneration by Suppressing Oxidative Stress-Induced Ferroptosis through the miR-548I-IL17A Axis的研究论文。
本研究证实,富含半胱氨酸分泌蛋白LCCL结构域蛋白2(CRISPLD2)是椎间盘退变过程中维持髓核细胞(NPCs)稳态的关键调控因子。单细胞转录组测序(scRNA-seq)结果显示,退变髓核细胞亚群中,铁代谢与脂质过氧化相关通路呈现富集状态。NPC CRISPLD2敲低导致氧化还原平衡失衡、过氧化脂升高和铁过量积累,促进氧化应激诱发的铁剥夺和椎间盘退化。
机制上,研究鉴定出CRISPLD2-miR-548I-IL17A信号轴调控着椎间盘退变过程中的铁死亡:CRISPLD2缺乏与miR-548I表达降低相关,伴随IL17A上调,从而增强炎症和氧化应激反应。
体内,敲低CRISPLD2可诱导小鼠出现自发性椎间盘退变,并提高其疼痛敏感性;而恢复CRISPLD2表达或抑制IL17A活性,则能够减轻铁死亡、提升髓核细胞存活率。在腰椎不稳模型与针刺损伤模型中,腺相关病毒(AAV)介导的CRISPLD2过表达可有效缓解椎间盘退变,减少氧化应激诱导的铁死亡,恢复椎间盘组织完整性。
综上,本研究阐明了CRISPLD2在调控椎间盘退变过程中氧化应激诱导铁死亡的关键作用,提示靶向CRISPLD2-miR-548I-IL17A信号轴,有望为预防椎间盘退变、缓解椎间盘源性疼痛提供新的治疗策略。

椎间盘变性(IVDD)是腰痛(LBP)的主要原因之一,严重影响生活质量并带来重大社会经济负担,构成全球重大健康挑战。IVDD的发病机制多因素。其中,炎症失调被认为是关键驱动因素。在IVDD早期,外部刺激以及内部风险因素会刺激髓核细胞(NPC)分泌促炎介质,从而建立慢性炎症微环境。
这种炎症环境导致细胞外基质(ECM)稳态被破坏,表现为合成代谢成分表达减少,以及分解代谢酶和带有血栓质质基序的反整合素和金属蛋白酶(ADAMTS)上调。因此,针对炎症的关键调控因子恢复ECM平衡具有潜力,成为治疗IVDD的有前景的策略。
富含半胱氨酸的分泌蛋白LCCL结构域2(CRISPLD2)是一种免疫调节蛋白,以其抗炎特性及参与多种生理过程而闻名。结构上,CRISPLD2包含一个保守的LCCL结构域,参与调控Toll样受体4(TLR4)介导的信号通路,最终抑制炎症级联反应。
既往研究表明,在小鼠脓毒症模型中,高迁移率族蛋白1(HMGB1)可上调CRISPLD2 的表达,而 CRISPLD2 反过来会减弱 HMGB1 介导的炎症反应,这提示其在免疫调控中存在负反馈机制。此外,CRISPLD2在多种炎症相关疾病中均表现出抗炎效应。但在椎间盘退变的病理背景下,CRISPLD2在调控椎间盘炎症中的具体作用及潜在机制,目前仍有待阐明。
铁死亡是一种新近被发现的调控性细胞死亡方式,其核心机制为铁离子蓄积与细胞膜脂质发生过氧化反应,进而破坏细胞膜完整性,最终导致细胞死亡。近期研究证据表明,铁死亡参与了椎间盘退变的发生发展过程。
研究显示,与椎间盘退变密切相关的氧化应激和高同型半胱氨酸血症,均会抑制谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的活性,GPX4是髓核细胞中抑制铁死亡发生的关键抗氧化酶,其功能受抑会进一步促进铁死亡进程。氧化应激与铁死亡因病理过程相似而存在紧密关联,二者之间的相互作用在多种疾病中已有相关研究报道。前期研究证实,泛素特异性蛋白酶11(USP11)与沉默信息调节因子3(SIRT3)的相互作用可通过调控氧化应激诱导的铁死亡,参与椎间盘退变进程。
另有最新研究发现,CRISPLD2在单核细胞中高表达,且可能参与铁死亡的调控。但在椎间盘退变进展过程中,CRISPLD2是否参与氧化应激与铁死亡的相互作用,以及该调控作用的分子机制,目前尚未明确。

Crispld2过表达可缓解椎间盘变性及疼痛相关行为,这些行为在体内通过IL-17A过表达可逆转(摘自Advanced Science)
本研究中确认CRISPLD2为NPC稳态的关键调节因子,减轻氧化应激诱导的铁凋亡,防止IVDD中过度细胞损伤。机制性研究显示,CRISPLD2通过调节铁凋亡相关的生物标志物和炎症通路发挥保护作用。
研究发现了一个CRISPLD2相关的miR-548I-IL17A轴,作为该过程的关键介质,凸显了炎症与铁剥离症在IVDD发病机制中的相互作用。研究发现为IVDD的分子机制提供了新颖见解,并表明靶向靶向CRISPLD2-miR-548I-IL17A轴可能是预防椎间盘变性、缓解椎间盘源性疼痛的有前景治疗策略。
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