椎间盘前体细胞微环境关键成分调控髓核前体细胞功能命运的分子机制研究

Low back pain, derived from the interverterbal disc degeneration, becomes one of the three biggest disabled diseases in the chinese population. Up to date, there is no efficient treatment. The work from our group has confirmed the endougenous progenitor cells in the intervertebral disc and the funtionality of clonogenicity, multipotency and self-renewal. Importantly, biglycan, one of the extra-cellular matrix components, supports the survival of intervertebral disc progenitor cells by activating Hypoxia Inducible Factors, which becomes one of the functional microenvironment components of the intervertebral disc progenitor cells. Therefore, understanding the intervertebral disc progenitor cell component in the regulation of progenitor cell function and tissue homeostasis will shed new light on the biology of intervertebral disc and the potential treatment. The project will study the molecular singal pathway and regenerative modulation of the intervertebral disc progenitor cell component. The potential outcome will offer new significance to the intervertebral disc translation study and clinical treatment.

由椎间盘退变引起的腰背痛已成为中国人口的三大主要伤残疾病，但尚无特异防治办法。组织内源性再生修复是维持组织稳态的天然保护机制之一，是否能作为防治椎间盘退变的有效生物治疗，尚无肯定。我们前期在正常椎间盘组织中发现存在具成体干细胞特性的髓核前体细胞，有能力形成细胞克隆集落，多向分化功能和自我更新能力。更重要的是，biglycan，椎间盘髓核细胞外基质多糖之一，能通过激活缺氧耐受因子（Hypoxia inducible factor）维持髓核前体细胞在极端环境存活。因此，揭示椎间盘髓核前体细胞微环境关键成分的调控作用，将对认识髓核前体细胞的再生特性和椎间盘组织稳态产生重要影响，从而可能找到防治椎间盘退变的新方法。本研究在前期基础上，以髓核前体细胞微环境关键成分为新突破点，研究其对椎间盘髓核前体细胞的分子调控机制和潜在治疗作用，若能成功，将具有重要的科学价值和临床意义。

项目研究了椎间盘退变过程中，前体细胞微环境成分（蛋白多糖）改变对髓核前体细胞的表型、功能和细胞命运的影响，验证了髓核前体细胞依赖的分子信号通路和关键蛋白，揭示了髓核前体细胞是受其微环境成分（蛋白多糖）调控而行使分化和自我更新特性，从而维持椎间盘组织稳态；在该项目中，我们从体内外实验进一步验证了前体细胞微环境成分（蛋白多糖）对前体细胞的支持作用。本项目总体成果良好，4年时间内以第一或通讯作者身份发表sci文章19 篇，其中2 篇文章属于B 级别文章，这些成果不仅证实了该标书的科学假设，也验证了科学的技术路线可行性，结果的预期和实际结果等，重要的是，在这些成果中，推动了我们进行下步深入研究的基础，是非常.有益的研究结果。同时，该项目在培养人才上也获益不少，不仅传授了研究生的科研思维，也给学生提供了进行科学实验的机会，并且都获益良多。总之，本项目总体成果情况良好，成果值得借鉴和传播。