压力诱导的髓核细胞自噬在椎间盘退行性变中的作用及其机制研究

过度压力是椎间盘退行性变的首要诱因，可以引起细胞内细胞器广泛损伤及系列应激反应（如内质网内未折叠蛋白质增多）。自噬是清除细胞内受损细胞器及未折叠蛋白的主要途径，对于维持细胞内环境的稳定具有至关重要的作用。本课题拟构建兔椎间盘髓核细胞（脊索细胞和类软骨细胞）的体外可控压力培养模型，观察不同压力对这些细胞内细胞器肿胀、变形及细胞凋亡的影响，揭示细胞器损伤、应激与细胞自噬及凋亡的关系；检测线粒体膜通透性、膜电位的改变、内质网应激相关蛋白及下游MAPK途径相关蛋白的表达等，阐明压力诱导髓核细胞自噬的可能机制；进而探讨压力诱导的细胞自噬与自噬性细胞死亡及细胞凋亡之间的关系，明确压力诱导的细胞自噬在椎间盘退行性变中具体作用及其机制，将有助于进一步深入研究椎间盘退行性变的病理过程，为椎间盘退行性变的防治，改善和延长椎间盘退行性变治疗的疗效，提供新的理论依据和思路。

腰背部疼痛是骨科常见病，而椎间盘退行性变是其重要诱因，严重影响患者的生活质量，同时造成极大的经济损失。过度压力是椎间盘退行性变的首要诱因，但是压力导致椎间盘退变的机制不清。尽管压力导致髓核细胞凋亡及坏死已有相关的报道，但是自噬作为细胞生存及死亡的重要因素在压力诱导椎间盘退变的机制中目前尚无报道。自噬是否也参与压力诱导椎间盘髓核细胞的退变进程，为模拟体内压力培养状态，本课题组设计一压力培养装置，充分模拟人体内的压力条件下培养椎间盘髓核细胞，1Mpa压力下在不同培养时间段观察细胞生长情况，同时检测自噬相关标志：电镜下自噬体的形成，自噬相关蛋白的表达（LC3B, Beclin1），结果显示压力可以导致椎间盘细胞数目逐渐减少，自噬及自噬死亡参与压力诱导的椎间盘细胞退变，在压力应激的早期，适度的自噬可以起保护细胞损伤作用，晚期过渡自噬则可能导致细胞死亡。同时，发现抑制自噬可促进压力诱导的椎间盘细胞凋亡。线粒体损伤及活性氧是压力诱导的髓核细胞自噬的重要诱因，ROS通过抑制AKT/mTOR信号通路，激活JNK信号通路诱导髓核细胞发生自噬。我们还发现自噬活化与内质网应激有关，抑制内质网应激可以明显抑制髓核细胞自噬发生，但是具体内质网应激与压力诱导髓核细胞自噬的关系还需要继续研究。